Малий ядерний реактор NuScale Power отримав схвалення регулятора США

В кінці серпня американська компанія NuScale Power отримала схвалення Комісії з ядерного регулювання США на конструкцію першого малого модульного реактора. Поточна модель розрахована на 50 мегават енергії, а вже в 2022 році буде розглянута заявка на реактор потужністю в 60 мегават.

Стартап NuScale Power закликає відмовитися від великих реакторів, основи сучасних АЕС. Замість цього розробники пропонують невеликі модульні реактори, які можна виробляти на заводі, а потім транспортувати на місце будівництва електростанції. Стандартна АЕС такого типу буде складатися з 12 малих реакторів. За словами розробників, малі реактори набагато безпечніші від звичайних. Крім того, вони можуть використовуватися в невеликих містах, на промислових об’єктах і підводних човнах.

Будь-яка сучасна АЕС – це не тільки реактори, енергоблок, а й відповідна інфраструктура: цехи та виробництва, які обслуговують станцію. Загальна кількість персоналу АЕС сягає 1000 осіб. Якщо ж на території станції є ще й комплекс з переробки РАВ, сховище відпрацьованого палива і т.п., то штат може бути і більшим.

Недоліки великих об’єктів за типом АЕС – величезна вартість будівництва та обслуговування, неможливість оперативно щось змінити в конструкції, складність експлуатації та технічної підтримки. Міні-реактори можуть багато чого змінити в кращу сторону.

Реактор NuScale Power є сталевим циліндомр висотою 23 метра і шириною 5 метрів. Усередині знаходяться уранові паливні стрижні, які за допомогою ланцюгової ядерної реакції нагрівають воду у внутрішньому контурі. Через теплообмінник нагріта вода передає температуру в зовнішній парової контур. Пар приводить в рух турбіну, яка генерує електроенергію. В процесі роботи пар охолоджується і краплі води знову потрапляють назад у внутрішній контур.

У конструкції малого реактора передбачена система пасивного охолодження. Гаряча вода піднімається через теплообмінні змійовики, охолоджується і опускається назад до паливних стержнів. Такий підхід позбавив конструкцію реактора від насосів і додаткових рухомих елементів, які могли б вийти з ладу.

У разі нештатної ситуації реактор сам заглушить ядерну реакцію за допомогою керуючих стрижнів. Припиняється обмін нейтронами і зупиняється ланцюгова ядерна реакція. Якщо раптово припиниться подача електрики, то керуючі стрижні під дією гравітації спрацьовують автоматично.

Для підвищення безпеки малі модульні реактори встановлять в спеціальні охолоджуючі басейни, які планується розміщувати нижче рівня землі в будівлях АЕС. У разі нештатної ситуації басейни охолодять реактори і відведуть надлишки тепла. Так як розмір ректорів невеликий, потрібно відводити меншу кількість тепла, ніж у великому реакторі. Розробники вважають, що їхня продукція буде генерувати не більше 1/8 від кількості тепла стандартних ректорів.

У компанії розповіли: заявка на конструкцію малого модульного реактора була подана до Комісії з ядерного регулювання США ще 31 грудня 2016 року, що відповідає дійсності. До фактичного розгляду документа приступили в березні 2017 року. У регулюючий орган довелося відправити більше 2 мільйонів сторінок документації. Наступний крок після отримання схвалення регулятора – запит комбінованої ліцензії на будівництво і експлуатацію АЕС.

І тут може виникнути проблема. Справа в тому, що група експертів в консультативну раду з реакторної безпеки при Комісії з ядерного регулювання США виявила потенційну проблему в реакторах NuScale Power. Для охолодження в воду додають бор, який поглинає нейтрони. Однак при переході в пароподібний стан концентрація речовини істотно знижується. Коли збіднений бором конденсат надійде в активну зону, то він може спровокувати прискорення ядерної реакції. Крім того, експерти порахували слабкою ланкою парогенератор, що знаходиться всередині корпусу реактора. За словами вчених, механізм може піддаватися небезпечним вібраціям, здатним зруйнувати конструкцію парогенератора.

Проте, ці питання можна вирішити, а у NuScale Power вже є перший комерційний замовник. Компанія Utah Associated Municipal Power System готова побудувати АЕС з реакторами від NuScale Power в національній лабораторії Айдахо. Проект з бюджетом в $ 6,1 мільярда налічує 12 малих модульних реакторів і повинен завершитися в 2030 році. Під будівництво підготували майданчик в 13 га.