Малі модульні реактори

Впродовж останніх десяти років низка країн зосередилася на розробці та впровадженні технологій малих модульних реакторів (SMR) потужністю 60 MW-250 MW, які б, зокрема, відповідали таким потребам, як безпечність і простота конструкції, порівняно низькі витрати на будівництво та декомісію, короткі терміни спорудження та стандартизовані паливні елементи. Український «Енергоатом» почав вивчати можливість розповсюдження восени 2021 р. і підписав відповідний «Меморандум про наміри» з американською компанією NuScale.

Ці типи реакторів в даний час використовують ядерний поділ як основу для виробництва енергії. Ядерний поділ — це процес, за допомогою якого ядро атома розпадається на два або більш менших, більш легких ядер. Розщеплене ядро виділяє велику кількість енергії у вигляді тепла та випромінювання. Це викликає ланцюгову реакцію, яку необхідно підтримувати для виробництва ядерної енергії.

Конструкції включають реактори на теплових нейтронах і реактори на швидких нейтронах. Різниця між ними полягає в швидкості потоку нейтронів. Реактори на теплових нейтронах покладаються на сповільнювач, який сповільнює швидкість руху нейтронів, і в основному використовують уран як матеріал, що розщеплюється. Реактори на швидких нейтронах не використовують сповільнювачі і покладаються на те, що ядерне паливо здатне поглинати нейтрони, що рухаються на більших швидкостях. Як правило, реактори на швидких нейтронах використовують плутоній як матеріал, що розщеплюється. На сьогоднішній день більшість діючих ядерних реакторів використовують підхід теплових нейтронів.

Як і звичайні ядерні реактори, невеликі модульні реактори використовують теплову енергію для виробництва електроенергії. Наприклад, теплова енергія нагріває воду в пару, яка потім живить турбіну, виробляючи електричну енергію.

Основною перевагою SMR є те, що їх можна виготовляти за межами підприємства. Це може сприяти зниженню витрат на будівництво та підвищенню ефективності локалізації. Вони особливо корисні для виробництва електроенергії у віддалених місцях. SMR, за своєю конструкцією, потребують менше персоналу для монтажу, обслуговування та експлуатації на місці. Більше того, віддалені місця часто мають змінні потреби у виробництві електроенергії. Великі звичайні реактори, як правило, негнучкі у своїх можливостях виробництва електроенергії. На відміну від цього, SMR мають більший контроль, виробляючи меншу кількість електроенергії, коли попит зменшується.

Всесвітня ядерна асоціація перелічує унікальні особливості, зокрема невелику потужність і компактну архітектуру. Нижча потужність веде до скорочення терміну джерела, а також меншого запасу радіоактивних речовин в реакторі (менші реактори).

В свою чергу, компактна архітектура забезпечує модульність виготовлення (на заводі), що також може сприяти впровадженню вищих стандартів якості. Модульна конструкція та невеликий розмір дозволяють мати декілька блоків на одному місці. Нижча вимога до доступу до охолоджуючої води сприяє будівництву у віддалених регіонів і для конкретних застосувань, таких як видобуток або опріснення. Крім того, є можливість демонтувати модуль реактора або вивести з експлуатації на місці в кінці терміну служби.