«Домовитися з ЖЕКом про вивезення з двору ядерних відходів» – така нотатка у щоденнику голови домогосподарства чи кооперативу може стати реальністю. У продажу вже з’явилися персональні АЕС. Компактні ядерні реактори і раніше не були дивиною (згадайте підводні човни чи криголами), однак тепер вони отримують не державний, а приватний статус.
Атом для райцентру
Перший у світі приватний реактор Hyperion Power Module розробили науковці з американської компанії Hyperion Power Generation. АЕС працює на низькозбагаченому урані i здатна генерувати 27 МВт електроенергії. Цього вистачить на невелике промислове підприємство або 140 дев’ятиповерхових радянських будинків. Вартість виробленої електроенергії у будь-якому куточку світу становитиме близько 10 центів за кіловат-годину (кВт•год).
Порівняно з промисловими реакторами цей агрегат недорогий – $25 млн. Голова Hyperion Джон Діл каже, що «для громади з 10 тис. приватних будинків це буде доступно – лише $2500 на одне домогосподарство». Якраз для, приміром, Фастова.
Крихітну АЕС можна буде встановлювати навіть у дворі власного будинку (якщо ЖЕК дозволить). Готовий до використання реактор діаметром 1,5 м і заввишки 2 м закопується у землю, а на поверхні зводиться невелика будівля для парової турбіни, яка перетворює теплову енергію на електричну.
4 тисячі АЕС по всьому світу
Не встигла компанія отримати ліцензію уряду США на виготовлення міні-реакторів, як звідусіль почали надходити замовлення – їх уже понад 100. Перші, хто зацікавився дешевою електроенергією, – не котеджні кооперативи чи містечка, а промисловці.
Перший агрегат буде змонтовано в Румунії на одному з підприємств чеської енергетичної компанії TES, яка замовила шість реакторів і планує придбати ще дванадцять. З 2013-го Hyperion планує розпочати масове виробництво – відкрити три заводи у різних країнах і виготовити 4 тис. реакторів за 10 років.
Спеціалісти з ядерної лабораторії в Лос-Аламосі, де розробили міні-АЕС (до цього там створили першу атомну бомбу. – Тиждень), стверджують, що вона є абсолютно безпечною.
«Аварії, подібної до чорнобильської, статися не може, бо у міні-реакторі немає рухомих частин, – аргументує Джон Діл. – Якщо хтось захоче вкрасти уран, злодій не зможе скористатися ним для створення бомби. Потрібно мати потужний арсенал національного масштабу для збагачення нашого урану. Крім того, працюючий реактор занадто гарячий, щоб узяти його руками, – це як красти барбекю з відкритого вогню голими руками».
Світле майбутнє
У Києві працюють дві електростанції: ТЕЦ-5 потужністю 700 МВт і ТЕЦ-6 (500 МВт). Вони забезпечують 52% потреб міста. Щоб не спалювати дефіцитного органічного палива, у столиці можна встановити 45 міні-АЕС Hyperion. Тим паче урану, на відміну від газу й нафти, в Україні вистачає. У Жовтих Водах знайдено 4% світових запасів уранової руди – це 10-те місце на планеті.
АЕС не виділяють шкідливих газів, які посилюють парниковий ефект, а мініатюрні АЕС мають ще й додаткові переваги, наприклад, оперативність: звичайну АЕС будують 10 років, а зібрану на заводі міні-АЕС встановлюють за тиждень. Ще одна фішка – «домашня» АЕС автоматично налаштовує генеровану потужність залежно від навантаження у мережі. Крім того, міні-реактор використовує у 10–20 разів менше уранового палива, ніж реактор великої АЕС.
А ще вчені мріють закинути міні-АЕС на Місяць. Для початку NASA запропонувала встановити на супутнику Землі реактори потужністю 10–40 кВт. Та Hyperion значно кращий – він може виробляти у 1000 разів більше енергії, що допоможе швидше розвинути промисловість на Місяці. Ідеал атомної енергетики – після цілковитої індустріалізації супутника видобуток, переробка та очищення ядерних матеріалів відбуватимуться за межами Землі.
[1071][1072]
ДО РЕЧІ
Японські конкуренти
Компанія Hyperion не одинока у своїй діяльності. Японці нещодавно запропонували США встановити міні-АЕС Toshiba 4S потужністю 10 МВт на заході Аляски в індіанському селищі Галена. Toshiba обіцяє привезти і змонтувати реактор… безплатно! Вартість електроенергії становитиме 5–13 центів за кВт/год. Японці обіцяють, що станція 4S (Super Safe, Small, Simple – «надзвичайно надійна, невелика, нескладна») працюватиме 30 років без перезавантаження палива (металічний сплав урану, плутонію та цирконію). Якщо Ядерна регуляторна комісія США дозволить нарешті змонтувати АЕС, станція на Алясці запрацює у 2012 році.
Словничок
ВВЕР – корпусний ядерний водо-водяний енергетичний реактор.
Цикл Брайтона – термодинамічний цикл, названий так на честь американського інженера Джорджа Брайтона (1830–1892). Цикл Брайтона покладено в основу роботи повітряно-реактивних і газотурбінних двигунів.
Що там усередині?
Як працює домашня АЕС
Міні-реактор Hyperion має нержавіючий сталевий циліндричний корпус і бетонну оболонку, назовні виходять лише труби до парової турбіни. Важить він 15 т, а разом із контейнером-упаковкою – 20 т. У контейнері реактор зручно перевозити на борту літака, або у кузові вантажівки. Кожні 5–10 років треба замінювати відпрацьоване паливо. Для цього представники фірми відвозять реактор на завод-виробник і там перезавантажують. Ядерні відходи за один цикл мають удвічі менший об’єм за футбольний м’яч.
Паливо для реактора – гранули уранового металу, збагаченого до 5% ураном 235U, і гідрид урану (UH3). Сповільнювачем ядерної реакції є той самий UH3, який утворюється в результаті реакції гранул урану з газоподібним воднем у серцевині реактора. Після розщеплення ядер урану в процесі ланцюгової реакції в активній зоні утворюється пара. По трубах вона надходить до парової турбіни з циклом Брайтона |див. словничок|, що обертає електрогенератор, який і виробляє струм. Реактор починає продукувати енергію, щойно у серцевину надходить водень за потрібної температури та тиску, й утворюється UH3.
У реакторі діє цілком автономна саморегулювальна система, яка підтримує тепловий баланс завдяки температурно залежним процесам утворення і розпаду гідриду урану. Для охолодження не використовується вода, отже, цей агрегат безпечніший, ніж реактори ВВЕР |див. словничок| на всіх наших АЕС.
Коли у результаті ядерної реакції температура сягає близько 800°С, гідрид урану розпадається на газоподібний водень та урановий метал і реакція призупиняється. А тільки-но температура впаде до прийнятного рівня, водень знову з’єднається з урановим металом, утвориться UH3, який запустить нову реакцію.