В смелом шаге по переосмыслению ядерной энергетики стартап Deep Fission, базирующийся в Беркли, Калифорния, переносит свои реакторы глубоко под землю. Компания, возглавляемая командой отца и дочери Ричардом и Элизабет Мюллер, собрала 4 миллиона долларов в рамках предварительного раунда финансирования для реализации этой смелой идеи.

Идея проста, но революционна: построить небольшой ядерный реактор шириной всего 30 дюймов и опустить его в буровую шахту глубиной в милю. Такой подход мог бы обойти огромные затраты и проблемы безопасности, которые долгое время преследовали традиционную ядерную энергетику.

Проблема с традиционной ядерной энергетикой

Ядерная энергетика всегда обещала будущее практически безграничной энергии. Однако высокая стоимость мер безопасности и общественное сопротивление затормозили этот прогресс. Традиционные реакторы требуют огромных защитных конструкций из толстого железобетона и нержавеющей стали для защиты от потенциальных аварий.

Эти конструкции, наряду с обширными системами охлаждения и другими функциями безопасности, делают строительство и обслуживание атомных электростанций дорогими. Например, планируемая атомная электростанция Хинкли-Пойнт в Великобритании столкнулась с многолетней задержкой и огромным перерасходом средств. Завод стоимостью 50 миллиардов евро, построенный французской энергетической компанией EDF, похоже, станет одним из самых дорогих зданий в истории.

И хотя современные ядерные реакторы считаются очень безопасными, несколько исторических катастроф резко изменили общественное мнение и политику.

Первым серьезным ударом стала авария на Три-Майл-Айленде в Пенсильвании в 1979 году. Частичный расплав активной зоны реактора привел к выбросу небольшого количества радиоактивных газов. Хотя непосредственные последствия для здоровья были минимальными, это событие вызвало широко распространенный страх и скептицизм по поводу безопасности ядерной энергетики. Всего семь лет спустя чернобыльская катастрофа в Советском Союзе потрясла весь мир. Катастрофический взрыв и последующий пожар привели к выбросу огромного количества радиоактивного материала, что привело к тысячам смертей и долгосрочным проблемам со здоровьем.

Ядерный спад

Чернобыль стал глобальным символом потенциальной опасности ядерной энергетики. В ответ многие страны остановили или замедлили свои ядерные программы. Подобные неудачи вызвали растущее антиядерное движение, подогреваемое опасениями по поводу безопасности, обращения с отходами и распространения ядерного оружия.

Общественные протесты и политическое лоббирование привели к ужесточению правил, а в некоторых случаях и к полному запрету нового атомного строительства. Германия, например, решила в 2011 году вывести из эксплуатации все свои ядерные реакторы к 2022 году. На это решение сильно повлияла ядерная катастрофа на Фукусима-дайити в Японии в том же году. Землетрясение и цунами спровоцировали аварию трех реакторов японской электростанции, что вновь усилило опасения по поводу безопасности атомных электростанций, особенно в геологически нестабильных районах.

Три последние оставшиеся атомные электростанции в Германии были окончательно отключены 15 апреля 2023 года. Поэтапный отказ от ядерной энергетики ‘s Последний шаг ознаменовал конец процесса, который длился более двух десятилетий и в котором участвовали почти все основные политические партии Германии. Большая часть ядерной энергетики Германии была покрыта огромными инвестициями в солнечную энергетику. Однако возобновляемая энергия не может полностью заменить как ядерную энергию, так и ископаемое топливо, поскольку последнее обеспечивает базовую мощность, которая стабилизирует энергосистему.

Радикальный пересмотр дизайна для обеспечения безопасности и снижения затрат

Подход Deep Fission предлагает обойти эти барьеры, используя естественные условия подземной среды глубиной в милю. На таких глубинах только вес столба воды обеспечивает необходимое давление для работы реактора, устраняя необходимость в больших и дорогостоящих сосудах под давлением. Реактор, заключенный в твердую скалу, не требует традиционного защитного сооружения. А на случай наихудшего сценария план прост: залейте шахту бетоном и загерметизируйте ее.

Сама конструкция реактора представляет собой упрощенную версию обычного водо-водяного реактора (PWR). Он работает при стандартных температурах и давлениях, но почти не имеет движущихся частей, за исключением стержней дистанционного управления. Это сводит к минимуму вероятность механического повреждения. Более того, самоограничивающаяся конструкция реактора означает, что он автоматически отключится, если начнет перегреваться.

Основатели Deep Fission четко понимают свою миссию. Они стремятся сделать ядерную энергетику жизнеспособным вариантом для целого ряда новых применений — от энергоснабжения отдаленных населенных пунктов до снабжения энергией центров обработки данных искусственного интеллекта.

«Изменение климата усилило потребность в чистой энергии, а ядерная энергия должна быть дешевле, чтобы конкурировать с углем и природным газом», — заявила генеральный директор Элизабет Мюллер. «Мы внедрили инновации, выходящие за рамки других конструкций реакторов, и на раннем этапе начали сотрудничать с Комиссией по ядерному регулированию, чтобы воплотить эту концепцию в жизнь».

Все еще ранние стадии

Стартап уже добился значительных успехов. Компания завершила концептуальный проект, представила план взаимодействия с регулирующими органами и провела совещание по рассмотрению проекта с Комиссией по ядерному регулированию США. Следующие шаги включают дальнейшее одобрение регулирующих органов и определение наилучшего геологического участка для пилотной установки.

Хотя эта технология все еще находится на ранней стадии разработки, в Deep Fission полагают, что она может обеспечить экономически эффективное и масштабируемое решение мировых энергетических потребностей. Усилия стартапа происходят на фоне более широкого возрождения интереса к ядерной энергетике как к источнику чистой энергии. Ядерные реакторы все чаще рассматриваются в качестве источника энергии для центров обработки данных, промышленности и отдаленных районов, и все они стремятся уменьшить свою зависимость от ископаемого топлива.

Конечно, есть проблемы. Технология должна зарекомендовать себя не только с точки зрения безопасности и эффективности, но и в общественном восприятии. Идея закопать ядерные реакторы на глубину в милю под землей является столь же спорной, сколь и новаторской. Тем не менее, подход Deep Fission привлек инвесторов, которые видят потенциал в способности стартапа фундаментально переосмыслить ядерную энергетику.

«Мы инвестировали в Deep Fission, потому что они разрабатывают способ сделать ядерную энергетику исключительно безопасной, экономически эффективной и надежной», — сказал Джо Лонсдейл, управляющий партнер 8VC, венчурной компании, возглавляющей раунд финансирования. «Поскольку глобальный спрос растет, нам нужно больше возможностей».