В эксперименте с внезапным отключением электроснабжения реакторы остыли за 35 часов без риска для окружающей среды. Исследование опубликовано в журнале Joule.
Исследование из Университета Цинхуа в Китае продемонстрировали работу первого в мире ядерного реактора, защищенного от расплавления в случае выхода основной и аварийной системы электроснабжения из строя. Технология поможет предотвратить опасные последствия, подобные аварии на Фукусиме в Японии.
Ядерный реактор совокупной мощностью 210 МВт начали строить в 2016 году. Работы закончили, а реактор перевели в режим эксплуатации в декабре 2023 года. Электростанция представляет собой высокотемпературный реактор с насыпным модулем (HTR—PM).
Во время ядерного деления вырабатывается большое количество тепловой энергии, которая полезна для выработки электроэнергии, но также представляет риск для реакции. Ядерные реакторы спроектированы со встроенными охлаждающими механизмами, которые отводят тепло от реакции, в противном случае реактор может перегреться или даже взорваться.
Обычные реакторы используют энергоплотные топливные стержни, содержащие большое количество урана с меньшим количеством графита. В конструкции HTR-PM топливный стержень наоборот использует большое количество графита, внутри которого заключен уран. Это существенно снижает энергоплотность топлива.
У такого подхода два преимущества, пишут разработчики. Во-первых, реакция ядерного деления происходит медленнее, чем в обычном реакторе, поэтому он может выдерживать более высокую температуру гораздо дольше. Второе преимущество заключается в том, что избыточное тепло рассеивается по большей площади топлива и может охлаждаться с помощью пассивных методов, таких как теплопроводность и конвекция.
Эту технологию ранее демонстрировали в тестовых установках, но не на полноценных реакторах. Чтобы показать, как будет работать реактор в случае аварии, инженеры отключили оба модуля, когда они работали на полной мощности, и начали отслеживать изменения температуры внутри реактора. Как и ожидалось, модули остыли естественным образом и достигли стабильной температуры через 35 часов после остановки.
Недостаток технологии — существующие ядерные реакторы невозможно модернизировать, чтобы перевести на новые топливные стержни. Для защиты «сердца» АЭС от расплавления придется сначала построить реакторы HTR-PM.
