Рига: -0.9°С
Прорыв в ядерной энергетике: Запуск CiADS
Китайская Народная Республика находится на финишной прямой в создании первого в мире управляемого ускорителем подкритического реактора (ADS — Accelerator-Driven Subcritical System), получившего название CiADS (China Initiative Accelerator Driven System). Этот проект рассматривается мировым научным сообществом как потенциальный ключ к долгосрочному и безопасному обеспечению человечества энергией, вплоть до следующего тысячелетия.
Как стало известно, работы на строительной площадке в городе Хойчжоу (провинция Гуандун) не останавливались даже во время недавних новогодних каникул. Заместитель директора Института современной физики Китайской академии наук Хэ Юань сообщил изданию Science and Technology Daily, что ключевой задачей на текущий год является полная сборка и тестирование сверхпроводящего линейного ускорителя протонов — самого сердца реакторной установки ADS. Сроки реализации проекта крайне сжаты.
Принцип работы: Управляемая реакция и трансмутация отходов
Технология ADS кардинально отличается от традиционных атомных реакторов. В отличие от них, в активной зоне CiADS отсутствуют условия для самоподдерживающейся цепной реакции деления. Поддержание реакции, необходимой для выработки энергии, обеспечивается внешним источником — мощным потоком протонов, разогнанных ускорителем.
Процесс выглядит следующим образом: ускоритель разгоняет протоны (до энергий около 250–500 МэВ), которые затем бомбардируют мишень из тяжелых металлов (например, свинца и висмута), вызывая спалляцию — процесс, порождающий интенсивный поток нейтронов. Эти нейтроны инициируют контролируемое деление в подкритической активной зоне. Важно, что такой механизм устраняет риск неконтролируемого разгона, присущий критическим реакторам.
Ключевое преимущество — это возможность трансмутации долгоживущих высокорадиоактивных нуклидов, содержащихся в ядерных отходах. Нейтроны, генерируемые ускорителем, позволяют «сжигать» эти отходы, преобразуя их в короткоживущие или даже стабильные изотопы. По оценкам разработчиков, это сократит «сроки опасности» ядерных отходов с сотен тысяч лет до менее чем 1000 лет, делая ядерную энергетику «зелёной, безопасной и стабильной».
Эффективность и топливный цикл
Помимо снижения радиотоксичности отходов, ADS демонстрирует значительно более высокую эффективность использования топлива. Заявления китайских разработчиков указывают, что сжигание урана может стать в 100 раз эффективнее, чем в действующих реакторах. Это открывает перспективу почти полного использования потенциала урана-238, который в обычных реакторах остается неиспользованным.
Система CiADS спроектирована с использованием охлаждения жидким металлом. Этот выбор не случаен: он позволяет поддерживать жесткий спектр быстрых нейтронов, который оптимален для переработки актинидов — наиболее проблемной части ядерных отходов.
Сложности и перспективы реализации
Несмотря на амбициозные заявления, реализация управляемых ускорителем систем долгое время оставалась за пределами практической инженерии из-за её колоссальной технической сложности. Китайские ученые добились значительного прогресса, создав прототип сверхпроводящего линейного ускорителя, который в 2021 году продемонстрировал стабильное ускорение пучка протонов с током 10 мА.
По данным некоторых источников, запуск первой в мире полномасштабной коммерческой установки ADS может состояться уже в 2027 году. Успех этого проекта может укрепить энергетическую безопасность КНР, которая, как известно, обладает ограниченными запасами урана и вынуждена импортировать его.
Стоит отметить, что Китай активно развивает и другие направления «атомной энергетики четвертого поколения». Параллельно с работой над CiADS, страна разрабатывает реакторы на быстрых нейтронах, такие как CFR-1000, и продолжает исследования в области жидкосолевых реакторов, подтверждая свою стратегическую нацеленность на лидерство в атомной отрасли будущего.
Следите за новостями на других платформах: