Штаты станут быстрее

Министерство энергетики США к 2026 году построит быстрый исследовательский реактор VTR (Versatile Test Reactor) с натриевым охлаждением. VTR будут использовать для разработки новых технологий для энергетики, а также испытания нового топлива.

13 февраля 2018 года в парламенте США был принят законопроект, согласно которому в стране должен появиться универсальный источник быстрых нейтронов. В 1992 году был остановлен быстрый исследовательский реактор FFTF, и с тех пор в Соединенных Штатах не проводились облучательные эксперименты с быстрыми нейтронами, а новое топливо испытывали в Норвегии, на исследовательском реакторе Halden.

До VTR в США обсуждалась идея реанимировать FFTF. Реактор мощностью 400 МВт с натриевым теплоносителем и МОКС-топливом был запущен в 1980 году в рамках программы создания быстрых натриевых реакторов. Однако Соединенные Штаты утратили интерес к этой теме, о возобновлении работы заговорили лишь в 2007 году. Тогда исследовательская группа Columbia Basin Consulting Group по заказу Министерства энергетики провела серию тестов и заключила, что никаких технических проблем с рестартом FFTF возникнуть не должно. В том же году в Национальной лаборатории Саванна-Ривер началось строительство завода по производству МОКС-топлива. Интересно, что в 2010-е в Штатах рассматривалась даже возможность участия в российском проекте МБИР. По всей видимости, перезапуск FFTF в конце концов сочли нецелесообразным.

VTR построят в Национальной лаборатории Айдахо. Бюджет оценивают в 3–6 млрд долларов. VTR — ​300-мегаваттный реактор бассейнового типа. Ориентировочный срок службы — ​от 40 до 60 лет. В реакторе планируется использовать уран-плутониевое топливо. Его плюсы — ​теплопроводность, которая позволяет создавать активные зоны высокой энергонапряженности, и высокая концентрация атомов делящегося вещества, что облегчает создание мощных потоков нейтронов.

VTR будет генерировать высокоэнергетические нейтроны для испытания новых материалов и технологий. На нем предполагается проводить эксперименты с топливом и конструкционными материалами для быстрых натриевых, свинцовых, свинцово-висмутовых и газоохлаждаемых реакторов.

Новый реактор может позаимствовать наработки проекта FASTER Аргоннской национальной лаборатории — ​быстрого натриевого реактора тепловой мощностью 300 МВт и электрической 120 МВт с уран-плутониевым топливом. FASTER спроектирован с зоной с тепловым спектром, чтобы исследовать и облучать и образцы, которым нужны медленные (тепловые) нейтроны.

К НИОКР по VTR привлекли компанию Bechtel. Она будет участвовать в составлении сметы, а потом может стать генеральным подрядчиком строительства. К работе присоединилась и GE Hitachi Nuclear Energy, у которой есть проект PRISM. Это усовершенствованный преемник быстрого натриевого исследовательского реактора EBR-II, который работал в Аргоннской национальной лаборатории. Сейчас PRISM — ​единственный в США проект быстрого реактора с натриевым теплоносителем, получивший лицензию в Комиссии по ядерному регулированию.

Контекст

На территории Национальной лаборатории Айдахо разместится центр инновационных реакторов. В начале 2020-х там поставят первые микрореакторы. В 2026–2027 годы — ​VTR, затем соберут атомную станцию из малых модульных реакторов NuScale, а к 2030 году построят демонстрационный реактор, использующий теплоноситель, отличный от традиционного легководного.