Блог

Jun 06, 2023

Проект реактора в Айдахо планирует использовать бомбу

Шестимесячный эксперимент с реактором на расплавленном хлориде, который провели TerraPower и Southern

Шестимесячный эксперимент с реактором на расплавленном хлориде, который TerraPower и Southern Company планируют провести в Национальной лаборатории Айдахо, станет редким случаем, когда высокообогащенный уран используется для новых внутренних гражданских целей.

В бывшей реакторной установке на территории Комплекса материалов и топлива Национальной лаборатории Айдахо хранится высокообогащенный уран, который будет использоваться для эксперимента с реактором на расплавленном хлориде. (Изображение предоставлено Национальной лабораторией Айдахо, CC BY 2.0)

Эта статья переиздана с небольшими изменениями с веб-сайта Physics Today.

Вопреки давней американской практике нераспространения ядерного оружия, Министерство энергетики планирует заправить новый гражданский реактор высокообогащенным ураном (ВОУ) оружейного качества.

Согласно проекту экологической оценки, опубликованному в марте, в предлагаемом шестимесячном эксперименте с реактором на расплавленном хлориде (MCRE) мощностью 200 киловатт в Национальной лаборатории Айдахо будет использовано более 600 килограммов ВОУ. В документе рассматриваются потенциальные воздействия на окружающую среду проекта, в котором будут использоваться компоненты, изготовленные за пределами площадки компаниями TerraPower и Southern Company. Но он не учитывает последствия использования ВОУ в необоронных целях с точки зрения распространения, несмотря на усилия США положить конец такому использованию во всем мире.

«Идея о том, что правительство США на данном этапе будет строить свой собственный исследовательский реактор на ВОУ-топливе, является пощечиной усилиям по нераспространению, которые США десятилетиями возглавляют за границей и внутри страны», — говорит Эдвин Лайман, директор безопасность атомной энергетики в Союзе обеспокоенных ученых. «Это загадочно и очень расстраивает».

MCRE рассматривается как шаг в разработке предложенного TerraPower и Southern Company быстрого реактора на расплавленном хлориде, который будет обеспечивать как электроэнергию, так и технологическое тепло для отраслей, которые трудно декарбонизировать, таких как химическая и нефтепереработка. Министерство энергетики предоставит 90 миллионов долларов из стоимости проекта MCRE в 113 миллионов долларов в виде гранта 2021 года, направленного на разработку безопасных и доступных передовых реакторных технологий. Компании построили испытательный стенд в лаборатории TerraPower в Эверетте, штат Вашингтон, чтобы способствовать развитию этой технологии.

Проект компаний не связан с реактором на расплавленной соли, который TerraPower и подразделение Rocky Mountain Power компании PacifiCorp предлагают построить рядом с угольной электростанцией в Вайоминге, которая скоро будет закрыта. Министерство энергетики выделило 2 миллиарда долларов на этот проект, известный как «Натрий». И быстрый реактор с расплавленным хлоридом, и натрий должны работать на высокопробном низкообогащенном урановом топливе (HALEU), обогащенном ураном-235 максимум до 19,75%. Это чуть ниже 20-процентного порога, ограничивающего ВОУ, который, как признано, вызывает обеспокоенность в плане распространения. Большинство коммерческих реакторов, включая все энергетические реакторы США, работают на уране, обогащенном примерно до 4%.

В предлагаемом MCRE будет использоваться оружейный ВОУ, обогащенный более чем на 90%. ВОУ будет смешан с расплавленной солью, которая одновременно будет служить топливом и охлаждать активную зону реактора. В отличие от легководных реакторов, которые используют воду для замедления или замедления нейтронов с целью увеличения деления, MCRE будет использовать незамедлительные или быстрые нейтроны. Нейтроны высокой энергии позволят реактору сжечь гораздо больше уранового топлива, чем в нынешних реакторах, а также многие долгоживущие трансурановые элементы, такие как америций, плутоний, кюрий и нептуний, которые в конечном итоге попадают в коммерческие ядерные реакторы. напрасно тратить.

В своем письменном заявлении Управление по ядерной энергии Министерства энергетики США прямо не затрагивало несоответствие MCRE политике нераспространения ядерного оружия США. В нем говорилось, что ВОУ необходимо уменьшить размер реактора, гарантируя при этом, что ключевые явления, такие как теплогидравлика и нейтрононика, будут напоминать коммерческий проект. Если бы MCRE заправлялся HALEU, активная зона реактора должна была бы быть примерно в три раза больше и требовала бы в 40 раз больше объема топливной соли, заявило Министерство энергетики. Это значительно повысит стоимость строительства, типы и объемы образующихся радиоактивных отходов, а также объемы облученной топливной соли, требующей хранения до повторного использования. Но поскольку об использовании ВОУ в будущем реакторе на быстрых нейтронах с расплавленным хлоридом не может быть и речи, испытания MCRE на HALEU, предположительно, будут более непосредственно применимы к будущему реактору.