Управление по ядерной энергии (NE) Министерства энергетики США (DOE) заявило 24 мая, что десятки американских компаний работают над созданием проектов реакторов четвертого поколения, которые скоро будут представлены во всем многообразии размеров. «Эти реакторы отличаются повышенной эксплуатационной гибкостью и более доступны для строительства и эксплуатации. Некоторые из них могли бы помочь сократить объем отработавшего ядерного топлива, для которого необходимо предусматривать захоронение», — отметили в NE.
Однако, чтобы реализовать эту возможность, разработчики реакторов должны помочь решить вопрос «снижения риска этих чистых энергетических технологий, пока еще не утрачена ключевая инфраструктура и цепочки поставок». Агентство передовых исследований в области энергетики (ARPA-E) — это специально выделенное подразделение в Министерстве энергетики США, которое «сосредоточено конкретно на оказании поддержки на ранних стадиях новым технологиям, которые могут коренным образом изменить способ получения, использования и хранения энергии американцами». Три программы агентства ARPA-E помогают претворить в жизнь передовые ядерные технологии:
- Одной из самых больших проблем, стоящих сегодня перед атомной отраслью, является своевременное и бюджетное строительство новых электростанций. Программа MEITNER агентства ARPA-E определяет и разрабатывает новые технологии, помогающие снизить стоимость строительства передовых реакторных систем. Для разработки новых высокоэффективных технологий было отобрано десять проектов. Инновации варьируются от снижения затрат на строительство с помощью новых модульных или усовершенствованных технологий производства до снижения эксплуатационных расходов за счет использования робототехники, автономных средств управления и современных датчиков.
- Задача проекта GEMINA агентства ARPA-E — резко снизить фиксированные затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание АЭС с усовершенствованными реакторами (в десять раз по сравнению с существующим парком). В настоящее время реализуется девять проектов по разработке цифровых копий или аналогичных технологий для усовершенствованной конструкции реактора. Команды разработчиков применяют искусственный интеллект, передовые системы управления, диагностическое обслуживание и другие передовые достижения, чтобы помочь собрать информацию и оптимизировать процедуры эксплуатации и обслуживания для усовершенствованных конструкций АЭС. «Общая цель состоит в том, чтобы достичь фиксированных затрат на эксплуатацию и техническое обслуживание усовершенствованного реакторного парка в размере около 2 долларов США за МВт*ч, что сделает новые АЭС более экономичными, гибкими и эффективными.
- Проект ONWARDS агентства ARPA-E нацелен на разработку революционных технологий, которые будут способствовать десятикратному сокращению объема отработавшего ядерного топлива, подлежащего захоронению. Одиннадцать проектных групп сосредоточили внимание на усовершенствовании процесса переработки топлива, мерах безопасности при учете ядерных материалов и разработке высокоэффективных форм отходов, подходящих для нескольких классов реакторов. Проект ONWARDS планирует снизить общие конечные затраты на захоронение отходов с усовершенствованных реакторов до 1 доллара США за МВт*ч.
Недавно агентство ARPA-E приступило к осуществлению отдельной программы CURIE, в рамках которой основное внимание уделяется технологиям совершенствования методов переработки отработавшего топлива от существующих реакторов. «Эти усилия могли бы не только сократить объем отработавшего ядерного топлива, подлежащего захоронению, но и обеспечить надежную поставку отечественного сырья для новых проектов быстрых реакторов».
Ожидается, что проектные группы будут выбраны в октябре 2022 г.