АҚШ TerraPower компаниясының төртінші буын Natrium реакторын салуға рұқсат берді. Бұл соңғы он жылда америкалық ядролық реакторға алғаш рет осындай рұқсаттың берілуі. Бұл шешімді Ядролық реттеу комиссиясы (NRC) қабылдады және ол XXI ғасырда азаматтық ядролық энергетиканы қайта жаңғыртуға бағытталған маңызды қадам ретінде қарастырылады.

АҚШ-тағы ядролық энергетиканың даму тарихы

Өткен ғасырда АҚШ ядролық энергетика саласында жетекші орынға ие болды, бірінші және екінші буын реакторларының көптеген жобаларын жасап шығарды. Қазіргі ядролық қондырғылардың басым бөлігі осы жобаларға негізделген. Алайда, 1970-жылдары азаматтық ядролық энергетикаға қатысты саясат айтарлықтай қайта қаралды. Ядролық отынды қайта өңдеу және жылдам нейтронды реакторлар бағдарламалары тоқтатылды, ал атом энергетикасына қарсы экологиялық қозғалыс федералдық саясатқа ықпал етті. 1979 жылы Три-Майл-Айленд АЭС-індегі апат қоғамның ядролық энергетикаға деген сенімін күрт төмендетті.

Нәтижесінде, 1974 жылы Энергетиканы қайта ұйымдастыру туралы заң қабылданды, ал Три-Майл-Айлендтегі оқиғадан кейін Кемени комиссиясының тергеуі басталды. Азаматтық ядролық бағдарламаны бақылау Атом энергетикасы комиссиясынан жаңадан құрылған Ядролық реттеу комиссиясына (NRC) өтті. Оның басты міндеті – саланы дамыту емес, қауіпсіздікті қамтамасыз ету болды.

Реттеудегі қазіргі өзгерістер

Нормативтік талаптардың күшеюі, келісу мерзімдерінің ұзақтығы, жоғары шығындар және белсенділердің жиі сотқа жүгінуі жаңа ядролық жобалардың іске қосылуын айтарлықтай баяулатты. АҚШ-та ондаған жылдар бойы жаңа реакторлар салынбады, ал соңғы рет жаңа реакторға өтінім он жыл бұрын мақұлданған еді.

Қазіргі уақытта АҚШ үкіметі ядролық саланы қайта жандандыруға ұмтылуда. Бұл үшін реттеуші рәсімдер жеңілдетіліп, жаңа станциялардың құрылысын ынталандыруға бағытталған, бірақ қауіпсіздік стандарттары сақталады.

Natrium демонстрациялық жобасы

Natrium демонстрациялық жобасы Вайоминг штатының Кеммерер қаласындағы электр станциясының алғашқы энергоблогы үшін жүзеге асырылуда. Құрылысты TerraPower-дың еншілес компаниясы US SFR Owner, LLC (USO) жүргізеді. Жоба АҚШ Энергетика министрлігінің алдыңғы қатарлы реакторларды демонстрациялау бағдарламасына (ARDP) қатысады, ал станцияның ядролық емес нысандарының құрылысы 2024 жылы басталды. NRC мақұлдауымен енді ядролық бөліктің құрылысы да басталмақ.

Natrium – АҚШ-та 1980-жылдардан бері салынатын алғашқы су емес реактор болады. Жоба жедел қарқынмен дамуда: техникалық сараптама 18 айдан аз уақытта аяқталды, ресми өтінім 2024 жылдың мамырында қабылданды, қауіпсіздік бағасы 2025 жылдың желтоқсанында берілді, ал экологиялық әсер туралы қорытынды қазан айында дайын болады.

Құрылыс аяқталғаннан кейін операторға станцияны пайдалануға бөлек лицензия алу қажет болады, содан кейін ғана электр энергиясын өндіру басталады.

Natrium реакторының техникалық ерекшеліктері

Natrium реакторы – баяулатқышсыз, яғни су немесе графит қолданылмайтын жылдам нейтронды реактор. Ол үшін отынның байытылу деңгейі жоғары – шамамен 19,75% қажет, ал кәдімгі су-сулы реакторларда бұл көрсеткіш 5% шамасында.

Жылу тасымалдағыш ретінде су орнына сұйық натрий қолданылады, ол шамамен 880 °C температурада балқиды және нейтрондарға мөлдір. Натрий отынның айналасында дерлік атмосфералық қысымда айналады, бұл дәстүрлі реакторларда қолданылатын ауыр қысымды герметикалық ыдыстардың қажеттілігін жояды.

Мұндай конфигурация жоғары температурада жұмыс істеуге мүмкіндік береді және жылу тиімділігін шамамен 41%-ға дейін арттырады (кәдімгі реакторларда – 31%). Сондай-ақ, отынның толық жануын қамтамасыз етеді және кейбір ядролық қалдықтарды отын ретінде пайдалануға мүмкіндік береді.

Қауіпсіздік және инновациялар

Конструкция қауіпсіздік тұрғысынан бірқатар артықшылықтарға ие. Сұйық натрий тіпті сорғылар өшірілген жағдайда да жүйеде табиғи айналыммен қозғала алады, бұл пассивті салқындатуды қамтамасыз етеді. Белсенді аймақтың температурасы көтерілгенде, отын кеңейіп, ядролық реакция жылдамдығы автоматты түрде төмендейді.

Энергетикалық икемділік

Станцияда бөлек орналасу бар: реактор электр энергиясын өндіру жүйесінен оқшауланған. Реактордан шыққан жылу екінші натрий контуры арқылы аралық жылу алмастырғыштарға беріледі, олар энергияны балқытылған тұз контурына жеткізеді, ол өз кезегінде жылу жинақтаушы резервуарлармен байланысқан.

Балқытылған тұзды резервуарлар энергия буфері ретінде қызмет етеді. Реактор тұрақты 840 МВт (жылу) қуатта жұмыс істегенде, жиналған жылу қажет болғанда бу турбиналарына жіберіліп, электр энергиясына сұраныстың ауытқуын өтеуге мүмкіндік береді. Мұндай икемділік энергия жүйелерін тұрақтандыруға көмектеседі, әсіресе жаңартылатын энергия көздеріне тәуелділік артқан жағдайда.