Проект Aurora: принципи функціонування мікрореакторної ядерної електростанції

Аурора функціонуватиме на основі низькозбагаченого урану-235, отриманого з перероблених ядерних відходів, і забезпечуватиме потужність 1,5 МВт.

Компанія Oklo Inc планує реалізувати в США амбітний проєкт — створення мікрореакторної ядерної електростанції під назвою Aurora, здатної забезпечувати електроенергією домівки в ізольованих регіонах. Інформацію про це опублікував портал New Atlas.

Aurora знаходиться в незвичайному приміщенні, яке нагадує "атомну бомбу". На відміну від великих градирень, що зазвичай асоціюються з атомними станціями, ця споруда має просту форму літери А і за розмірами нагадує звичайний житловий будинок. Сонячні панелі, встановлені на даху, забезпечують енергією неядерні системи об'єкта, такі як контрольні панелі та системи моніторингу, що дозволяє закладу функціонувати майже повністю автономно.

Мікрореактор Aurora працює на основі ядерних відходів замість традиційного пального та спроектований для безперервної експлуатації протягом 20 років, після чого його слід заправити. Після завершення цього терміну, герметично закрите ядро легко демонтується і замінюється на нове, що не завдає шкоди навколишньому середовищу. Ця електростанція не містить рухомих компонентів, здатна самостійно охолоджуватися і вимикатися без людського втручання, що робить її абсолютно безпечною.

Мікрореактор, в основному, розроблений за концепцією "запустив і забув". Його назва "мікрореактор" зумовлена не лише компактними розмірами, а й невеликою потужністю в 1,5 МВт, що цілком достатньо для забезпечення електроенергією близько 1000 домогосподарств в оптимальних умовах. Цей тип реактора відрізняється від маломасштабного модуля (SMR), який має потужність приблизно 50-125 МВт. У свою чергу, традиційні атомні реактори забезпечують потужність на рівні 500 МВт, досягаючи при цьому величезних показників, таких як АЕС Касівадзакі-Каріва в Японії, що генерує 8200 МВт (8,2 ГВт).

Aurora застосовує паливо з підвищеним вмістом низькозбагаченого урану-235 (HALEU), яке отримується з перероблених ядерних відходів, в унікальному дизайні швидкого реактора. Цей тип реактора використовує високоенергетичні нейтрони для підтримки ядерної ланцюгової реакції. На відміну від традиційних ядерних реакторів, які зазвичай використовують воду або інші речовини для сповільнення нейтронів, щоб зробити процес реакції більш контрольованим, стабільним і з підвищеною ймовірністю, Aurora обирає інший підхід, що дозволяє досягти вищої ефективності.

Побічним продуктом ядерного поділу є тепло. Aurora оснащена компонентами утилізації відпрацьованого тепла, і це підвищує ефективність до 90%. Теплообмінники можуть передавати тепло у вторинні системи, де його можна застосовувати для інших практичних цілей, як-от опалення прилеглих будівель, опріснення морської води, теплиці або промислові підприємства.

Проєкт Aurora створений для того, щоб забезпечити електроенергією людей, які проживають у віддалених місцях: на військових базах, у наукових лабораторіях або в малонаселених громадах. Крім того, ця споруда може виконувати функцію громадського простору, де можна організовувати збори та комфортно спілкуватися.

Першу таку електростанцію збираються побудувати в США неподалік від Айдахської національної лабораторії (INL) на захід від Айдахо-Фолс. У 2020 році INL оголосила, що надасть Oklo доступ до п'яти тонн відновленого відпрацьованого ядерного палива з реактора EBR-II для розроблення і демонстрації мікрореактора Aurora. Витягнутий з EBR-II HALEU пройде через розплавлену сольову ванну і електроліз для очищення, перш ніж його змішають із низькозбагаченим ураном (НЗУ) і відллють у невеликі круглі злитки.

Міністерство енергетики США щойно схвалило концептуальний проєкт заводу з виробництва палива Aurora Fuel Fabrication Facility компанії Oklo, і компанія планує ввести в експлуатацію першу комерційну електростанцію Aurora до 2027 року.

Раніше повідомлялося, що в Китаї розробили компактну ядерну батарею, яка має можливість функціонувати протягом багатьох років. Ця технологія може стати заміною літій-іонним акумуляторам.