В условиях глобальной гонки за чистой и безопасной ядерной энергией американская компания X-energy из Мэриленда разрабатывает революционный реактор Xe-100 четвертого поколения, который, по утверждениям разработчиков, физически не способен к расплавлению активной зоны.
Вместо традиционных топливных стержней, погруженных в воду, активная зона реактора Xe-100 заполнена тысячами графитовых сфер размером с бильярдный шар. Каждый такой «шарик» содержит тысячи микроскопических частиц уранового топлива TRISO (Tristructural Isotropic fuel).
Каждая частица TRISO состоит из уранового ядра, заключенного в несколько слоев керамических и углеродных покрытий. Эти покрытия образуют микроскопическую систему сдерживания вокруг каждой топливной гранулы, удерживая продукты деления даже при экстремальных температурах.
Реактор мощностью 80 МВт использует в качестве теплоносителя инертный гелий, который не вступает в химические реакции с топливом и конструкционными материалами и не становится радиоактивным в нормальных условиях эксплуатации.
Ключевое преимущество системы - полная независимость от насосов и аварийных водяных систем. Даже в случае потери гелиевого теплоносителя реактор рассеивает тепло пассивно через теплопроводность, конвекцию и тепловое излучение, сохраняя топливо неповрежденным.
Xe-100 является полностью модульным реактором, который можно масштабировать до «четырехпакетной» электростанции мощностью 320 МВт. Реактор непрерывно перегружается – свежие шары добавляются ежедневно сверху, а отработанные удаляются снизу активной зоны.
Каждый топливный шар остается в активной зоне чуть более трех лет и циркулирует через нее до шести раз для достижения полного выгорания. Отработанное топливо затем помещается непосредственно в сухие контейнеры и хранится на площадке без необходимости промежуточного или активного охлаждения.
Высокие рабочие температуры реактора (до 750°C) делают его совместимым с промышленными процессами, которые сегодня зависят от ископаемого топлива, включая производство водорода, нефтепереработку и химическое производство.
Разработка Xe-100 происходит на фоне международных обязательств по утроению ядерной энергетики, принятых более чем 20 странами на COP28 в 2023 году. Безопасность реакторов становится критическим фактором для достижения этих амбициозных целей.