Ядерщики США нашли короткий путь к созданию сверхмалых реакторов

Этот реактор стал первым среди сверхмалых микрореакторов, предназначенных для выработки от 100 кВт до 1 МВт электроэнергии, и запущенных в Штатах в 2026 году. За ним последовали микроустановка Ward 250, созданная Valar Atomics, проекты Unity от Deployable Energy и Aalo-X от Aalo Atomics. Особенность всех четырех реакторов — модульная конструкция и компактные размеры, позволяющие собирать реакторы на заводах и доставлять в места назначения в контейнерах.

Проект Antares отличается тем, что создавался с учетом требований Пентагона. После него лаборатория намерена создать серийный реактор Antares R1 и уже в 2028 году установить его на военной базе Сан-Антонио в Техасе.

Конструктивно прототип Antares — это высокотемпературный твердотельный микрореактор. Он работает на уране класса HALEU, обогащенном до 19,75% (в большой атомной энергетике степень обогащения редко превышает 5%). Топливо для него представляет собой микрочастицы размером примерно с просяное зерно, заключенные в массив углерода и керамики. Из них делаются цилиндрические топливные элементы.

Такая конфигурация делает реактор устойчивым к расплавлению активной зоны даже при экстремальных температурах, объясняет New Atlas. Упрощается и перезагрузка реактора: свежие топливные элементы опускаются в активную зону сверху, а выгружаются снизу.

Другое отличие Mark-0 от традиционных АЭС — пассивное охлаждение на жидком натрии вместо воды. Циркуляция теплоносителя происходит следующим образом: натрий испаряется, вбирая избыточное тепло из реактора, и поднимается к теплообменнику. Там он конденсируется и возвращается в активную зону за счет капиллярного эффекта. Такому реактору не страшно отключение электричества, поскольку ему не нужны насосы.

В других передовых странах тоже активно разрабатываются малые реакторы нового поколения. Но там они, как правило, рассчитаны на более высокую мощность.

Китай, например, сейчас сосредоточился на реакторах мощностью от 10 МВт и выше для удаленных военных баз и энергоснабжения на островах. Микрореакторы китайские лаборатории тоже создают, есть даже проекты автомобильных нанореакторов, но до запуска на нулевой критичности пока дело не дошло.

Европейские малые стартапы тоже пока не вышли на стадию испытаний с топливом. В России самая малая из работающих сейчас установок имеет мощность 35 МВт — реактор КЛТ-40С плавучей АЭС «Академик Ломоносов». Разрабатываемый сейчас «Шельф-М» будет иметь мощность менее 10 МВт, но его запуск состоится позже.

Ядерный сектор Штатов 40 лет пребывал в застое. После радиационной аварии на АЭС «Три-Майл-Айленд» правила безопасности были ужесточены настолько, что получить лицензию в Америке на запуск новых реакторов стало почти невозможно.

Чтобы оживить отрасль, Министерство энергетики США запустило в 2025 году Пилотную программу по реакторам. Она поставила перед американскими ядерщиками цель вывести на критичность как минимум три передовых проекта реакторов к 4 июля 2026 года. В ее рамках на ранних стадиях разработки можно использовать упрощенный порядок подтверждения безопасности через федеральные лаборатории, в обход Комиссии по ядерному регулированию.