Ядрен реактор у дома: кои инсталации ще променят радикално енергийния сектор след няколко години

Първите търговски микрореактори трябва да бъдат пуснати в продажба преди 2030 г., уверяват американски разработчици.

Ядрен реактор, способен да осигурява енергия в целия дом в продължение на десетилетия, е мечтата на всеки човек, който някога е плащал сметките си за електричество. Проектът Egg на Enron нашумя по време на CES 2025, а сега ще разберем дали подобна технология може да бъде получена в този момент и дали ще стане по-широко достъпна в близко бъдеще.

Мечти за ядрен реактор

Реклама за „домашен микроядрен реактор“, наречен „Enron Egg“, привлече вниманието на мнозина, обещавайки да революционизира енергийната индустрия. На сайта на проекта се посочва, че малката яйцевидна инсталация ще може да снабдява дома с електричество в продължение на 10 години, а огнеупорната ѝ обвивка може да издържи на екстремни температури и да предпази от бедствие дори при най-суровите условия. В YouTube дори се появи видео с представяне на новия продукт.

Но се оказа, че това е просто шега. Американската компания Enron някога беше истински производител на енергия, но обяви фалит през 2001 г. и скоро се срина. Правилата и условията на Enron.com ясно посочват, че информацията на сайта „представлява изкуство за изпълнение и е предназначена само за развлекателни цели„, въпреки че мнозина не са забелязали това пояснение.

Ядреният (атомен) реактор е устройство, предназначено да организира контролирана, самоподдържаща се верижна реакция на делене, придружена от освобождаване на енергия. Подобни системи имат сложна конструкция и като правило изискват големи станции за поддръжка. Засега ядрените реактори, които могат да се използват за генериране на енергия у дома или във всяка нежилищна сграда, изглеждат фантастични. Наистина, такива малки модели, както показаха създателите Enron, не съществуват, но физиците вече активно работят за намаляване на техния размер и вече са постигнали значителен успех.

„Слънце“ в буркан

Студент по математика от Университета на Ватерло на име Худхайфа Назурдин построи малък реактор за около 2000 долара, съобщава Business Insider. Когато е включено, устройството, поставено на масата, генерира гореща, газообразна топка от светеща плазма в специален резервоар — същото вещество, от което е направено и Слънцето. 20-годишният младеж намерил инструкции в онлайн форуми, лично обсъдил проекта с експерти и също така е използвал базирания на AI виртуален асистент Claude.

За съжаление, това е само прототип и не може да доведе до ядрен синтез — процес, при който атомните ядра се сливат или сливат заедно, произвеждайки огромни количества енергия, около четири милиона пъти повече от изгарянето на нефт и въглища. Ядреният синтез обаче може да се случи в плазмата, така че създаването му е голямо постижение и важна стъпка към овладяването на технологията в компактен мащаб.

За да накарате тази плазма да достигне състоянието, в което слива атомите в едно, ще е необходимо по-мощно устройство и Худхайфа Назурдин планира да построи такова, като похарчи около 10 000 долара за части. Това вероятно ще отнеме много време, защото един млад учен трябва да учи и да работи.

Реактор в камион

NANO Nuclear Corporation предлага далеч по-малко компактна инсталация, но по-обещаваща — микроядреният реактор LOKI MMR (бившият Pylon). Системата, тежаща 10 тона, е поставена в специален контейнер, който може да бъде транспортиран по суша, море и дори изпратен в космоса. Има регулируема изходна мощност от 1,5 MW до 5 MW.

Pylon беше един от трите микрореактора, избрани през 2023 г., за да получат дял от 3,9 милиона долара федерално финансиране за разработка и експериментална конструкция в тестовия стенд за демонстрация на експерименти с микрореактори (DOME) в Националната лаборатория на Айдахо. Демонстрацията е планирана за 2027 г.

Конструкцията на LOKI MMR е предназначена предимно за космически мисии, включително захранване на съоръжения за добив на ресурси. Вероятно с подходяща модификация реакторът ще може да захранва и сгради. Rolls-Royce също разработва подобен проект.

NANO Nuclear също разработва KRONOS MMR — стационарна ядрена енергийна система от четвърто поколение, способна да генерира до 45 MW мощност, някои от които са в състояние да захранват цели градове. Според разработчиците, той не използва вода и не изисква електрическа мрежа или инфраструктурна поддръжка, така че може да бъде поставен навсякъде. Съдейки по изображението, дори и в мазето на сграда, ако е достатъчно дълбоко и просторно.

Той включва няколко микромодулни реактора, използващи гориво TRISO в призматични графитни блокове, и съседна инсталация с оборудване, което преобразува топлината в електричество или топлина при поискване.

Основният охладител на KRONOS MMR е хелиевият газ. Той преминава през активната зона на реактора и се нагрява от контролирания процес на ядрено делене. След това хелият пренася топлина от сърцевината към първичния топлообменник, представляващ по-малък съд под налягане отстрани на реактора. При най-ниска мощност горивото ще издържи 20 години, след което касетата може да бъде заменена.

Топлината от реактора се съхранява в резервоари с разтопена сол, подобно на концентрираните слънчеви електроцентрали. Когато търсенето се увеличи, горещата разтопена сол се използва за създаване на пара при температури до 660 градуса по Целзий и захранване на електрическа турбина. Системата обикновено съхранява до 10 часа топлинна мощност на електроцентралата и може да бъде допълнена с водородни горелки.

На 24 декември NANO Nuclear Inc закупи ядрената технология на Ultra Safe Nuclear Corporation (USNC) за 85 милиона щатски долара. USNC е работил по проекти за стартиране на реактори в Университета на Илинойс в САЩ и NANO планира да продължи да си сътрудничи с институцията. Освен това технологията ще бъде демонстрирана в Канада в ядрената лаборатория Chalk River. Интересното е, че вече се разглежда от Канадската комисия по ядрена безопасност като част от лицензионната процедура, а Съединените щати са следващите на опашката.

eVinci

eVinci, разработен от Westinghouse Electric Company, представлява микрореактор, който се охлажда с помощта на топлинна тръба, и е предназначен да генерира 5 MW електричество на площ от 0,8 хектара. Това е много и е малко вероятно да е подходящо за домашна употреба, но е възможно с течение на времето оборудването да стане много по-компактно. Реакторът може да работи 8 и повече години без дозареждане. Предвижда се да се използва за различни нужди: от захранване на отдалечени общности до минната индустрия и центровете за данни.

Основното тук не е размерът, а степента на готовност, тъй като eVinci може да навлезе на пазара през следващите няколко години. Инсталацията може да бъде тествана още през 2026 г. на първия в света тестов стенд за микрореактори DOME. През септември 2024 г. компанията завърши фазата на предварително проектиране и експериментиране, за да тества прототипа в Националната лаборатория на Айдахо, САЩ. Това е важна стъпка към търговската експлоатация на микрореактора, отбелязва Министерството на енергетиката на САЩ.