«Прорыв» по-американски: США пересматривают принципы развития атомной энергетики

В начале 2019 года в Америке принят закон об инновациях и модернизации ядерной энергетики (NEIMA). Это один из немногих законопроектов, которые поддержали и республиканцы, и демократы. Растет спрос на атомную энергию — все больше штатов США причисляют АЭС к объектам низкоэмиссионной генерации наряду со станциями, использующими энергию ветра, солнца и воды.

Текст: Константин Кобяков / Фото: CNN, Orano

NEIMA вступил в силу 14 января, после того как подпись под документом поставил президент США Дональд Трамп. По замыслу авторов, этот закон поощрит государственные и частные инвестиции в ядерные НИОКР. Он предписывает Комиссии по ядерному регулированию (NRC) «так изменить процедуру лицензирования ядерных энергоблоков с передовыми реакторами, чтобы новая нормативная база вовлекала технологии и стимулировала инновации в программах передовых ядерных реакторов». Стратегию введения изменений регулирующий орган должен предоставить конгрессу через 270 дней после вступления закона в силу, то есть осенью этого года.
Кроме того, закон предписывает NRC повысить эффективность процедуры лицензирования проектов добычи урана, в том числе оценки безопасности и подготовки технико-экономического обоснования при продлении срока действия такой лицензии.
Еще один важный момент: NEIMA обязывает Минэнерго США создать исследовательский реактор на быстрых нейтронах для испытания материалов и топлива для «передовых реакторов».
«Реформируя устаревшие законы, NRC получит возможность больше вкладываться в передовые ядерные НИОКР и лицензирование, — говорит вице-президент Американского ядерного общества Мэрилин Крэй. — Это позволит ускорить развертывание новейших ядерных систем США и улучшить подготовку следующего поколения ядерных инженеров и технологов».
Запасы урана
Еще одной хорошей новостью для американской ядерной энергетики стала оценка Минэнерго США, согласно которой создание производства ядерного топлива с обогащением больше 5 %, но менее 20 % по урану 235 на площадке Национальной лаборатории Айдахо не окажет негативного влияния на окружающую среду. Производить новое топливо планируют из запасов Минэнерго, которые образовались в результате переработки ОЯТ экспериментального реактора на быстрых нейтронах EBR-II (эксплуатировался с 1964 по 1994 год) и снижения степени обогащения полученного высокообогащенного урана. Сейчас в США нет промышленных мощностей, позволяющих немедленно начать производство уранового продукта с обогащением выше 5 %. Однако разрабатываемые в США новые реакторные технологии требуют топлива именно с таким обогащением, поэтому запасы Минэнерго будут весьма кстати.
Гранты на новое топливо
Правительство США оказало поддержку технологиям разработки топлива для действующих реакторов. Прошедшая процедуру банкротства Westinghouse Electric получила от государства грант в размере 93,6 млн долларов на создание толерантного топлива для реакторов с водой под давлением.
Компания будет вести НИОКР совместно с General Atomics, национальными лабораториями и университетами США. В Westinghouse Electric сообщили, что программа разработки разделена на два этапа. На первом планируют хромировать циркониевую оболочку твэла и повысить плотность урановых таблеток. Пилотные твэлы компания намеревается загрузить в реактор энергоблока № 2 АЭС «Байрон» уже весной.

Второй этап — создание оболочки твэла с покрытием из карбида кремния. Такие оболочки в Westinghouse Electric планируют начинять плотными таблетками, изготовленными из силицида урана. Плановый срок загрузки пилотных твэлов такого типа в энергетический реактор — 2022 год.
Примерно за неделю до оглашения решения Минэнерго о выдаче гранта Westinghouse Electric стало известно, что правительство США выдало 49 млн долларов на аналогичные цели американскому подразделению Framatome.
Востребованные АЭС
В спросе на атомную энергию также намечаются сдвиги. Главная тенденция — увеличение количества штатов США, которые законодательно причисляют атомные станции к низкоэмиссионной генерации наряду со станциями, использующими энергию ветра, солнца и воды. Так, недавно правительство штата Коннектикут выбрало две АЭС для закупок «зеленой» электроэнергии. Признание атомной генерации низкоэмиссионной позволяет эксплуатирующим компаниям участвовать в региональных аукционах на поставку «зеленой» энергии. Такая энергия дороже традиционной, а значит, прибыль энергокомпаний вырастет.
Спрос на новые разработки готово обеспечить Министерство обороны. Это ведомство опубликовало запрос на информацию о «малом мобильном реакторе, который может удовлетворить потребности в электроэнергии при сценарии быстрого реагирования». Местные СМИ сообщают, что Минобороны заинтересовано в перевозимом ядерном энергоблоке установленной мощностью 1–10 МВт. Энергоблок должен работать не менее трех лет без перегрузки топлива. Имеются ограничения по массе — не более 40 т, и размеру — конструкция должна быть пригодна для перевозки на грузовике, корабле и транспортном самолете С 17. При этом реактор должен обладать естественной безопасностью: такая конструкция полностью исключает возможность расплава активной зоны в экстренных ситуациях, в том числе при полной потере электроснабжения или теплоносителя. Срок от доставки модульного энергоблока на новое место эксплуатации до начала выработки энергии — максимум 72 часа. Срок вывоза с места дислокации не должен превышать семи дней с момента останова. В запросе Минобороны также указано, что в активной зоне должны использоваться шаровые топливные элементы, разработанные для газоохлаждаемых реакторов. Кстати, американские компании X-energy и Centrus Energy (бывшая USEC) при финансовой поддержке правительства США уже приступили к проектированию завода по производству таких твэлов.