В Китае разработали устойчивый к авариям ядерный реактор

КНР стала первой страной, спроектировавшей крупную атомную электростанцию, устойчивую к авариям. Эта конструкция неприменима к существующим реакторам, но станет образцом для будущих АЭС, уверены ученые.

Современным ядерным реакторам необходимы мощные системы охлаждения. Обычно для этого используется вода или углекислый газ, гелий, расплавленные металлы или соли. Системы охлаждения отводят излишки тепла от реакторного ядра.

Вода обеспечивает высокую эффективность, но она небезопасна. При отключении электропитания у насосов вода может разложиться на водород и кислород, из-за чего может произойти взрыв. Именно это произошло на японской АЭС Фукусима в 2011 году. Газовые реакторы менее взрывоопасны, но их эффективность ниже. Во всех случаях для предотвращения аварии требуется вмешательство человека.

Новый тип реактора с галечным слоем (PBR), вероятно, может решить проблемы предыдущих конструкций. У него есть своего рода «пассивная» система безопасности, и это значит, что реактор может самостоятельно остановиться при возникновении проблем с охлаждением.

Вместо топливных стержней в PBR применяют множество мелких топливных элементов в форме гальки, они обладают низкой плотностью энергии. Элементы окружены графитом, который замедляет ядерные реакции и снижает тепловыделение. Технология позволяет равномерно распределять избыточное тепло между галькой, что улучшает его отвод.

До недавнего времени существовали только прототипы PBR в Германии и Китае. Однако Китай построил полномасштабный шаровый газоохлаждаемый реактор (HTR-PM), его коммерческая эксплуатация началась в декабре 2023 года. Инженеры отключили оба модуля HTR-PM при полной мощности для проведения испытаний. Результаты показали, что реактор самостоятельно охладился до стабильной температуры за 35 часов, при этом не использовались какие-либо системы охлаждения.

Это первый случай тестирования работающего ядерного реактора путем отключения охлаждения. Уникальная система HTR-PM позволила провести такое испытание. Исследователи отмечают необходимость дополнительных испытаний, но они уверены, что конструкцию можно будет применять в будущих решениях.

Исследование о реакторе PBR опубликовано в журнале Joule.