Малые модульные реакторы (ММР): ключевая инновация для экологически чистых энергетических решений
Малые модульные реакторы (ММР), способные генерировать до 300 мегаватт электроэнергии, становятся ключевой технологией в стремлении к чистой и устойчивой энергетике. ММР предлагают модульность и гибкость, что делает их адаптируемыми к различным применениям, в отличие от традиционных крупномасштабных ядерных реакторов. Министерство энергетики США вложило значительные средства в разработку ММР, стремясь сократить выбросы углерода и укрепить лидерство Америки в ядерной промышленности.
Ключевые конструкции и одобрения ММР
Компания NuScale Power Corporation, базирующаяся в Орегоне, достигла важной вехи в 2022 году, получив одобрение Комиссии по ядерному регулированию США (NRC) на свою конструкцию ММР. В US600 SMR от NuScale приоритет отдается модульной конструкции и пассивным механизмам безопасности, включая систему разбавления бором, приводимую в действие силой тяжести, для надежных аварийных предохранительных устройств. Holtec International также получила одобрение NRC на свою конструкцию SMR-300, включающую интегрированный водо-водяной реактор под давлением (iPWR) с системами безопасности, приводимыми в действие силой тяжести.
General Atomics, расположенная в Калифорнии, предлагает уникальный подход со своей конструкцией Energy Multiplier Module (EM2). В EM2 используется система охлаждения гелиевым газом, обходящая термические ограничения воды, в отличие от традиционных водо-водяных реакторов под давлением (PWR). Эта конструкция также включает в себя керамическое карбид-урановое топливо, работающее при высокой температуре около 850 °C для эффективного сжигания отходов и производства энергии.
Достижения в исследованиях топлива для ММР
Недавние исследования сосредоточены на улучшении источников топлива для ММР. Университет Бангора в Соединенном Королевстве изучил использование 7% обогащенного низкообогащенного урана высокой пробы (HALEU) на экспериментальных поглощающих стержнях, продемонстрировав увеличение топливной емкости и продолжительности цикла в моделировании. Технологический институт Бандунга в Индонезии исследовал энергетические элементы на основе тория, подчеркнув доступность и потенциал тория. Однако остаются проблемы в оптимизации производительности и безопасности ториевого топлива.
Интеграция и будущие перспективы
ММР могут быть интегрированы в сети возобновляемой энергии для решения проблемы изменчивости ветровых и солнечных ресурсов. В исследовании Министерства энергетики Италии, проведенном в 2023 году, были смоделированы ММР iPWR в гибридных энергетических системах, что продемонстрировало их потенциал для балансировки выработки энергии и соответствия производственным ожиданиям. Несмотря на такие проблемы, как высокие первоначальные затраты и нормативные препятствия, ММР представляют собой многообещающий шаг к более чистому и устойчивому энергетическому будущему.