Ядерный реактор в доме: какие установки кардинально изменят энергетику через пару лет

Ядерный реактор, способный десятки лет обеспечивать дом энергией — мечта любого человека, который хоть раз оплачивал счета за электричество. Проект Enron Egg вызвал ажиотаж во время международной выставки CES 2025, и Фокус выяснил, можно ли заполучить такую технологию сейчас и станет ли она доступнее в ближайшем будущем.

Мечты о ядерном реакторе

Реклама "домашнего микроядерного реактора" под названием Enron Egg привлекала внимание многих, пообещав произвести революцию в энергетике. На сайте проекта говорится о том, что небольшая по размеру установка, напоминающая яйцо, сможет обеспечивать дом электроэнергией в течение 10 лет, а ее огнеупорный корпус выдерживает экстремальные температуры и защитит от катастрофы даже в самых суровых условиях. В YouTube даже появилось видео с презентацией нового продукта

Вот только оказалось, что это всего лишь шутка. Компания Enron из США некогда действительно занималась производством энергии, но в 2001 году заявила о банкротстве и вскоре распалась. Условия и положения на Enron.com четко гласят, что информация на сайте "представляет собой перформанс и предназначена только для развлекательных целей", хотя многие не заметили этого уточнения.

Ядерный (атомный) реактор — устройство, предназначенное для организации управляемой, самоподдерживающейся цепной реакции деления, сопровождающейся выделением энергии. Они имеют сложную конструкцию и, как правило, требуют большие станции для обслуживания. Пока ядерные реакторы, которые можно использовать для получения энергии дома или в каком-либо нежилом здании кажутся фантастикой. Действительно, таких маленьких моделей, как показали создатели Enron Egg, не существует, но физики уже активно работают над тем, чтобы уменьшить их размеры, и уже достигли значительных успехов.

"Солнце" в банке

Как сообщает Business Insider, студент-математик из Университета Ватерлоо по имени Худхайфа Назурдин построил небольшой реактор, потратив около 2000 долларов. При включении устройство, помещающееся на столе, генерирует в специальном резервуаре горячий, газообразный шар светящейся плазмы — из того же вещества состоит Солнце. 20-летний парень нашел инструкции на интернет-форумах, лично обсуждал проект с экспертами, а еще использовал виртуального помощника Сlaude на базе ИИ.

К сожалению, пока это лишь прототип, который не может вызывать ядерный синтез — процесс, когда атомные ядра сливаются или сплавляются вместе, производя огромное количество энергии, примерно в четыре миллиона раз больше, чем сжигание нефти и угля. Однако ядерный синтез может происходить в плазме, поэтому ее создание — большое достижение и важный этап на пути к освоению технологии в компактных масштабах.

Чтобы заставить эту плазму достичь состояния, в котором она объединяет атомы, потребуется более мощное устройство, и Худхайфа Назурдин планирует построить такое, потратив около 10 000 долларов на детали. Вероятно, это займет много времени, ведь молодому ученому нужно учиться и работать.

Реактор в грузовике

Корпорация NANO Nuclear предлагает далеко не такую компактную установку, зато более перспективную — микроядерный реактор LOKI MMR (ранее Pylon). Система весом в 10 тонн помещается в специальном контейнере, который можно перевозить по суше, морю и даже отправлять в космос. Она обладает регулируемой выходной мощностью от 1,5 МВт до 5 МВт.

Pylon был одним из трех микрореакторов, выбранных в 2023 году для получения доли в размере 3,9 млн долларов США федерального финансирования на предпроектную разработку и экспериментальное проектирование на испытательном стенде Демонстрации экспериментов с микрореакторами (DOME) в Национальной лаборатории Айдахо. Демонстрацию планируют провести в 2027 году.

Конструкция LOKI MMR разработана в первую очередь для космических миссий, включая электропитание объектов для добычи ресурсов. Система электропитания совместима с конфигурациями посадочных модулей. Вероятно, при должной модификации реактор сможет питать и здания. Подобный проект разрабатывает и Rolls-Royce, о чем Фокус писал ранее.

NANO Nuclear также разрабатывает KRONOS MMR — это стационарная ядерная энергетическая система четвертого поколения, способная вырабатывать мощность до 45 МВт, несколько таких блоков могут питать целые города. По словам разработчиков, она не использует воду и не нуждается в электрической сети или поддержке инфраструктуры, поэтому может быть размещена где угодно. Судя по изображению, даже в подвале здания, если он будет достаточно глубоким и просторным.

Она включает несколько микромодульных реакторов, использующих топливо TRISO в призматических графитовых блоках, и примыкающую установку с оборудованием, которое преобразует тепло в электричество или тепло по необходимости.

Главным теплоносителем KRONOS MMR является газообразный гелий. Он проходит через ядро ​​реактора и нагревается контролируемым процессом ядерного деления. Затем гелий переносит тепло из ядра в первичный теплообменник, меньший сосуд под давлением сбоку от реактора. При самой низкой мощности топлива хватит на 20 лет, после чего картридж можно заменить.

Тепло от реактора хранится в резервуарах с расплавленной солью, похожих на концентрированные солнечные электростанции. Когда спрос растет, горячая расплавленная соль используется для создания пара температурой до 660 градусов Цельсия и питания электрической турбины. Система обычно хранит до 10 часов тепловой мощности электростанции и может быть дополнен водородными горелками.

24 декабря NANO Nuclear Inc купила ядерную технологию Ultra Safe Nuclear Corporation (USNC) стоимостью 85 миллионов долларов США. USNC работала над проектами по запуску реакторов в Университете Иллинойса в США, и NANO планирует дальше сотрудничать с учреждением. Кроме того, технологию собираются продемонстрировать в Канаде на базе ядерной лаборатории Chalk River. Интересно, что она уже рассматривается Канадской комиссией по ядерной безопасности в рамках процедуры лицензирования, а на очереди США.

eVinci

eVinci разработки Westinghouse Electric Company представляет собой микрореактор с охлаждением с помощью тепловой трубки, рассчитанный на выработку 5 МВт электроэнергии на участке площадью 0,8 гектара. Это немало, и вряд ли подойдет для домашнего использования, однако возможно, что со временем оборудование станет гораздо компактнее. Реактор может работать в течение 8 и более лет без дозаправки. Его планируют использовать для различных нужд: от энергоснабжения удаленных населенных пунктов до горнодобывающей промышленности и центров обработки данных.

Здесь главное не размер, а степень готовности, ведь eVinci может выйти на рынок в ближайшие несколько лет. Испытания установки могут пройти уже в 2026 году на первом в мире испытательном стенде для микрореакторов DOME. В сентябре 2024 года компания завершила этап предварительного проектирования и экспериментов для испытания прототипа в Национальной лаборатории Айдахо, США. Это важный шаг к коммерческой эксплуатации микрореактора, отметили в Министерстве энергетики США.

"Мы нацелены на развертывание нескольких микрореакторов eVinci по всему миру к концу десятилетия", — заявил Джон Болл, руководитель проекта eVinci Technologies в Westinghouse.