Внутри ядерной энергетики нового поколения в высокогорной пустыне Айдахо

Высокотехнологичные разработчики и крупные корпорации финансируют ядерный ренессанс и будут массово производить портативные реакторы. Не в следующем десятилетии. А в следующем году.

АЙДАХО-ФОЛЛС, Айдахо — Историческое событие произошло 4 июня в 00:30, при частично облачном небе и убывающей луне в три четверти, в пустыне Арко в Айдахо: прототип реактора выдержал ядерную цепную реакцию, став первым новым реактором, достигшим «критичности», или работоспособности, в Соединенных Штатах с 1973 года.

Вслед за этим знаменательным событием, произошедшим в полночь, будущее стремительно развивается. С момента подтверждения работоспособности проекта Mark-0 компании Antares Nuclear в начале июня, еще три новых проекта реакторов соответствовали требованиям критичности Министерства энергетики США, и, по словам министра энергетики Криса Райта, к концу года это могут сделать еще до четырех реакторов.

Хотя технологии, топливо и области применения различаются, эти прототипы имеют общие черты. Все они значительно меньше обычных реакторов с массивными цементными градирнями, и все они спроектированы для массового производства, портативности и масштабируемости. Некоторые из них могут поместиться в кузове пикапа.

Резкий рост атомной энергетики — это результат редкого двухпартийного согласия, а также застоя в науке и резкого роста спроса на электроэнергию, вызванного энергоемкими центрами обработки данных и интеграцией искусственного интеллекта и квантовых вычислений в мир, зависящий от электронов, где в среднем в американском доме находится 21 цифровое устройство.

Инвесторы в высокотехнологичные компании и крупные поставщики масштабных услуг финансируют значительную часть инноваций и оказывают давление на Министерство энергетики с целью ускорения утверждения разрешений на вывод этих новых источников энергии на рынок.

Не в следующем десятилетии.

В следующем году.

Первопроходцы

Компания Antares Nuclear — одна из 10 компаний, отобранных Министерством энергетики в августе 2025 года для разработки инновационных решений в рамках пилотной программы по разработке реакторов, санкционированной президентом Дональдом Трампом. В четырех указах, изданных в мае 2025 года, президент призвал к лицензированию 10 новых реакторов к 2030 году и к четырехкратному увеличению мощности атомной энергетики страны к 2050 году.

Согласно данным Управления энергетической информации США, Соединенные Штаты обладают крупнейшей в мире атомной энергетикой: 96 реакторов в 28 штатах производят почти 20 процентов электроэнергии страны.

Однако с 1990 года, несмотря на вывод из эксплуатации 18 реакторов, в Соединенных Штатах было построено всего два новых, в основном из-за высокой стоимости, длительных сроков, сложностей с регулированием и общественного мнения после аварий на АЭС Три-Майл-Айленд, Чернобыльской и Фукусимской АЭС.

Несмотря на то, что внедрение ядерных технологий застопорилось на полвека, ядерные технологии продвинулись вперед: американские компании разработали более 30 новых конструкций реакторов. Тем временем, сменявшие друг друга администрации и Конгресс — практически без консенсуса — с момента принятия Закона ADVANCE в 2024 году проводят дерегулирование и субсидирование отрасли, чтобы удовлетворить прогнозируемый рост спроса на электроэнергию на 25 процентов к 2030 году и более чем на 70 процентов к 2050 году.

Достижение критичности, проверка теоретической физики на отсутствие энергопотребления, как правило, является первым шагом на пути к получению лицензии от Комиссии по ядерному регулированию на производство и продажу коммерческих ядерных реакторов.

Исполнительные указы Трампа реорганизуют комиссию и упрощают процедуру утверждения, а это значит, что новые реакторы могут быть выставлены на продажу в течение шести месяцев — года, заявил Райт 25 июня в Айдахо-Фоллс после встречи с разработчиками в Национальной лаборатории Айдахо.

Участие в программе пилотных реакторов, запущенной указами Трампа, или включение в недавно созданную Министерством энергетики программу создания ядерных стартовых площадок, дает разработчикам доступ к Национальной лаборатории Айдахо, раскинувшейся на территории площадью 890 квадратных миль в пустыне Арко, где в 1951 году впервые была использована атомная энергия для производства электроэнергии. В частности, они получают доступ к Комплексу материалов и топлива, расположенному в 40 минутах езды от административных офисов лаборатории в Айдахо-Фолс.

Прототипы компаний Aalo Atomics и Valar Atomics также достигли критического состояния в рамках пилотной программы реакторов, а компания Deployable Energy сделала это в качестве участника стартовой площадки. На пороге критического состояния в национальной лаборатории и других местах находятся микрореакторы от компаний Radiant Industries, Natura Resources, Last Energy, Atomic Alchemy, Deep Fission и Oklo.

Атомная электростанция «Антарес» Mark-O

Когда 4 июня реактор Mark-0 компании Antares достиг функциональной работоспособности, он стал 53-м реактором, достигшим критичности в Национальной лаборатории Айдахо, и первым нелегководным реактором, получившим лицензию в Соединенных Штатах с 1973 года.

Разработанный стартапом из Торранса, штат Калифорния, прототип размером с морской контейнер, использующий натриевые тепловые трубки для охлаждения без необходимости подключения к внешнему источнику питания, к 2027 году сможет производить до 20 мегаватт электроэнергии, что достаточно для обеспечения электроэнергией 15 000 домов.

25 июня в национальной лаборатории Райт сказал генеральному директору Antares Джордану Брэмблу, что, увидев, как сооружение, где обрабатывались «увлажненные» отходы натрия, менее чем за год превратилось в испытательный полигон для реактора, он был так счастлив, что расплакался.

«Сегодня меня переполнили эмоции — эмоции! — когда я увидел людей, реакторы, сталь, то, что происходит на площадке лаборатории», — сказал он. «Подумать только, 4 июня — менее чем через 13 месяцев после [исполнительных указов Трампа] — этот реактор достиг критического состояния, потому что компания, существующая всего три года, сказала: „Да, мы можем. Да, мы сделаем“, и взялась за дело».

Прототип установки Antares, работающий на высококонцентрированном низкообогащенном уране, находится в камере глубиной и шириной 26 футов и «защищен» 11 цементными плитами общим весом более 200 тонн.

Менеджер по связям с общественностью компании Antares Кайла Хаас заявила, что при основании компании в 2023 году в повестке дня стояли «три главных задачи»: в 2026 году обеспечить критичность Mark-0; в 2027 году «производить электроэнергию» с помощью реакторов следующего поколения Mark-1; и в 2028 году «развернуть реакторы на площадках заказчиков».

«Мы очень рады, что выполнили поставленную задачу к 2026 году», — сказал Хаас. «Теперь мы переключаем внимание на наш электроэнергетический реактор Mark-1, который мы протестируем в 2027 году».

Компания Antares Nuclear, получившая более 140 миллионов долларов частного финансирования, владеет заводом площадью 322 000 квадратных футов в Южной Калифорнии и офисами в Эйкене, Южная Каролина, и Айдахо-Фолс. Ее реакторы Mark-0 и Mark-1 идеально подходят для оборонных и космических применений.

Демонстрация 4 июня была проведена в партнерстве с компанией BWX Technologies Inc., подрядчиком Министерства обороны США по поставке ядерного топлива, и наблюдалась представителями Пентагона. Компания Antares имеет контракт на поставку микрореакторов на объединенную базу ВВС США в Сан-Антонио в 2027 году и в армию США к сентябрю 2028 года.

Начиная с 2025 года, компания Antares Nuclear также проводит испытания реактора мощностью 100 киловатт — энергии, достаточной для обеспечения электроэнергией 65 домов — в Космическом центре имени Маршалла НАСА в Редстоун-Арсенале, штат Алабама, для потенциального использования в космических полетах и ​​в качестве электростанции для лунной базы.

По словам директора по лицензированию компании Antares Джейсона Андруса, все прототипы имеют одинаковую «базовую конструкцию», но тестирование в Калифорнии, Айдахо и Алабаме позволяет компании интегрировать полученные знания в разрабатываемые проекты и «делать действительно сложные, ядерные вещи».

Участок 250 атомной армии Валар

Компания Valar Atomics стала второй компанией, достигшей критичности, когда 18 июня ее высокотемпературный реактор Ward 250 с гелиевым охлаждением начал устойчивую выработку электроэнергии в энергетической лаборатории Сан-Рафаэль в округе Эмери, штат Юта. Это единственная из четырех компаний, которой не удалось достичь критичности в лаборатории в штате Айдахо.

Разработанный калифорнийским застройщиком из Эль-Сегундо микрореактор длиной 75 футов и шириной 15 футов может генерировать до пяти мегаватт электроэнергии, чего достаточно для обеспечения электроэнергией 5000 домов, и может быть перевезен грузовиком, поездом или самолетом. В феврале 120-тонный реактор Ward 250 был доставлен из Калифорнии в Юту на самолете C-17 ВВС США.

Атомная электростанция Ward 250 спроектирована для установки на глубине до 80 футов под землей, и, поскольку она работает на топливе TRISO — урановом топливе, предназначенном для предотвращения радиоактивных выбросов, — нет необходимости в больших цементных защитных сооружениях.

После достижения критичности компания Valar 1 июля использовала энергоблок Ward 250 для кратковременного обеспечения работы веб-сайта, размещенного на чипе Nvidia Blackwell AI. Nvidia строит комплекс центров обработки данных недалеко от завода Valar в Оранджвилле, штат Юта, и согласилась закупать у компании до 30 мегаватт электроэнергии к концу десятилетия.

Единство развертываемой энергетики

Реактор Unity компании Deployable Energy со штаб-квартирой в Хьюстоне стал третьим новым проектом и вторым в Национальной лаборатории Айдахо, достигшим критичности в июне, когда он был введен в эксплуатацию в 23:55 30 июня.

Основатель и генеральный директор компании Deployable Бобби Галлахер перевез реакторный блок Unity, спроектированный таким образом, чтобы помещаться в 20-футовый транспортный контейнер, из Техаса в Айдахо в кузове пикапа Ford F-150, доказав его мобильность просто появившись в лаборатории.

Высокотемпературный реактор мощностью один мегаватт с водяным замедлителем и гелиевым охлаждением, способный обеспечить электроэнергией около 800 домов, работает на стандартном низкообогащенном уране, был построен в партнерстве с Техасским университетом A&M и привлек более 10 миллиардов долларов в виде запросов на финансирование проектов, «от центров обработки данных до электроснабжения отдаленных островных сообществ», как утверждается в документе.

Хотя один мегаватт — это не так уж много электроэнергии, изолированные населенные пункты, службы экстренного реагирования, военные объекты и промышленные предприятия оценят реактор, который можно «установить там, где он необходим, и оставить в покое», — заявил в конце июня, за четыре дня до того, как реактор Unity достиг критического состояния, соучредитель и коммерческий директор Deployable Energy Санджай Мукхи.

Компания Deployable, основанная только в 2025 году, рассчитывала на эту перспективу, когда была принята в пилотную программу реактора и прибыла в Национальную лабораторию Айдахо «150 дней назад», — сказал он, — построив здание площадью 340 000 квадратных футов, получившее название «Студия 54», потому что в нем размещается 54-й новый тип реактора, достигший критичности в лаборатории.

Мухи заявил, что реакторы мощностью в один мегаватт могут быть «масштабированы» для удовлетворения конкретных потребностей.

«Мы можем задействовать множество установок одновременно, чтобы удовлетворить фактические потребности в электроэнергии конкретных объектов», — сказал он. «Если вам требуется 122 мегаватта, вместо установки мощностью 350 мегаватт вы можете получить ровно столько электроэнергии, сколько вам нужно, и даже немного больше».

Реактор, установленный в подвальной камере глубиной 19 футов, выглядит как барабан стиральной машины, испещренный 696 отверстиями, через которые урановые стержни будут излучать тепло в 63 галлонах воды.

«Для этого не требуется много воды», — сказал соучредитель и главный операционный директор Deployable Лэнс Мол. «Это еще одно преимущество возможности выхода на рынки, где действуют ограничения на использование воды».

По его словам, цель компании Deployable — производить 1000 реакторов в год к концу десятилетия, а «к середине 30-х годов — 10 000 в год».

«В этом и заключается идея, — сказал Мукхи. — От заказа до доставки — шесть месяцев».

Aalo-X от Aalo Atomics

После того как компания Aalo Atomics из Остина, штат Техас, была выбрана для участия в пилотной программе в лаборатории, 200 сотрудников этого трехлетнего стартапа построили здание площадью 3600 квадратных футов за 36 дней. Затем, в течение следующих 40 дней, они установили испытательный реактор мощностью 10 мегаватт, который достиг критического состояния через 20 минут после начала 4 июля.

«От закладки первого камня до запуска реактора прошло менее трех лет», — заявила пресс-секретарь Аало Эшли Коэн. «Это один из самых быстрых проектов по строительству реакторов в современной американской истории».

Это был второй по скорости строительства в истории уникальный реактор, уточнил соучредитель и генеральный директор Aalo Мэтт Лозак, и самый быстрый за 80 лет с тех пор, как «Клементина», первый в мире реактор на быстрых нейтронах, работающий на плутонии, достиг критического состояния в ноябре 1946 года.

Испытательный реактор представляет собой полномасштабный прототип микрореактора Aalo-X высотой 6 метров и шириной 3 метра — достаточно маленького, чтобы перевозить его на платформе грузового прицепа, и достаточно большого, чтобы обеспечить электроэнергией 10 000 домов.

Лозак прогнозирует, что компания Aalo начнет продавать свои реакторы Apollo X следующего поколения мощностью 10 мегаватт, работающие на низкообогащенном уране с концентрацией 4,95%, в «коммерческом масштабе» в 2027 году, а сборку своих электростанций Aalo Pod, вмещающих до пяти 10-мегаваттных реакторов, для коммерческих покупателей — к 2029 году на своем заводе в Техасе площадью 40 000 квадратных футов.

Электростанция Aalo Pod будет мобильной, не потребует модернизации в течение 40 лет и будет построена по индивидуальным спецификациям — качества, которые, по словам компании, делают ее идеальной для военных целей, ликвидации последствий стихийных бедствий и промышленного применения.

Соучредитель и президент компании Aalo Ясир Арафат отметил, что Министерство энергетики одобрило запрос компании на строительство центра обработки данных на территории национальной лаборатории.

«Эти вещи взаимосвязаны, — сказал он. — Искусственный интеллект потребляет очень много энергии, и нет лучшего способа обеспечить его работу, чем ядерная энергетика».

В ходе осмотра производственной площадки компании площадью 2 акра на территории национальной лаборатории Лозак и Арафат заявили, что достижение критической стадии к 4 июля подтвердит концепции, имеющие ключевое значение для их коммерческой модели.

Миссия выполнена.

«Мы доказали правильность всех основных сложных вопросов, — сказал Лозак. — Можно ли построить? Да. Можно ли построить реактор на заводе? Да. Мы построили наш реактор за четыре недели, выполнили 80 процентов монтажа в течение первой недели на заводе и отправили его через всю страну за два дня».

Kaleidos от Radiant Nuclear

Ожидается, что расположенный в Эль-Сегундо, штат Калифорния, реактор Kaleidos мощностью один мегаватт, спроектированный для размещения в 20-футовом транспортном контейнере, достигнет критического состояния, после чего этим летом будет проведена 150-часовая демонстрация устойчивой работы в автоматическом режиме.

Установка Kaleidos размещена в демонстрационном комплексе микрореакторных экспериментов (DOME) лаборатории в Айдахо, представляющем собой 30-метровое сооружение на территории комплекса материалов и топлива, где в 1960-х и 1970-х годах проводились испытания микрореакторов мощностью до 20 мегаватт.

В конце июня президент Radiant Nuclear Тори Шиванандан заявил, что компания проводит «тщательное тестирование каждого компонента этой системы», построенной внутри DOME.

Например, гелиевый циркулятор реактора пережил более 150 запусков и остановок, «как будто [он] просто потерял питание», поэтому компания может «понять эти данные еще до начала поставок системы», — сказала она. «Мы все еще „дорабатываем“ продукт».

По словам Шиванандана, испытания реактора состоят из пяти этапов, «и между каждым из них мы делаем паузу и анализируем данные».

Некоторые компоненты Kaleidos прошли обширные испытания в университетских лабораториях по всей стране, «но это будет первый раз, когда они будут получать дозу в рамках полной системы, поэтому мы хотим снова увидеть 150 часов так называемой „автоматической работы“, чтобы отслеживать состояние окружающей среды и понимать, что происходит», — сказал Шиванандан.

Аврора Энергетический центр Окло

Реактор мощностью 75 мегаватт, разработанный компанией Oklo из Санта-Клары, штат Калифорния, и способный работать примерно десять лет без дозаправки, является основой проекта Aurora Powerhouse. Он строится с нуля в комплексе материалов и топлива лаборатории, и компания ожидает, что прототип будет готов к «коммерческой эксплуатации» к 2028 году.

По словам соучредителя и генерального директора Oklo Джейка ДеВитта, во время экскурсии в конце июня с руководителем проекта Atlas Engineering Хиллари Хак и руководителем строительной площадки атомной электростанции Kiewit Марвином Роббом — ключевыми подрядчиками Aurora — компания Oklo с февраля произвела взрывные работы, дробление и транспортировку 100 000 кубических ярдов породы, а также пробила 32 000 миль каменной кладки.

«Мы надеемся начать заливку бетона через пару недель, — сказал он. — Вероятно, основная часть работ будет завершена через 10 месяцев».

ДеВитт сказал, что то, что сейчас представляет собой котлован глубиной 75 футов с пандусом, достаточно большим для того, чтобы пустые самосвалы могли спуститься, развернуться и медленно подняться обратно на поверхность, идеально подойдет для прототипа Oklo, который больше и имеет большую производительность, чем большинство разрабатываемых в лаборатории в Айдахо.

По его словам, работа в небольших масштабах обеспечивает гибкость и коммерческую жизнеспособность.

«Это обеспечивает нам повторяемость. Заказать один [реактор] — это хорошо, но заказать десять — гораздо лучше. Таким образом, вы получаете значительную экономию и уверенность», — сказал он. «У этого, безусловно, есть будущее».

Это будущее уже наступило. В сентябре 2025 года Oklo и гипермасштабируемая компания Meta, владеющая Facebook, Instagram и WhatsApp, договорились использовать прототип реактора Oklo для обеспечения электроэнергией кампуса центров обработки данных площадью 200 акров в округе Пайк, штат Огайо, к началу 2030-х годов.

Компания Oklo имеет обширный опыт. Проект Aurora Powerhouse — один из нескольких экспериментов, в которых она участвует, включая прототип установки по производству топлива для переработки топлива из экспериментального реактора-размножителя II национальной лаборатории, простаивающего с 1994 года, для проекта Aurora. Компания также сотрудничает с Nvidia в проекте по разработке топлива в Национальной лаборатории Лос-Аламоса в Нью-Мексико.

Проект Aurora Powerhouse не является приоритетным для Oklo, сказал ДеВитт, отметив, что реактор Groves Isotope Test Reactor в Локхарт, штат Техас, станет «первым реактором, который мы введем в эксплуатацию».

Окло заявил, что строительство открытого реактора с водяным охлаждением, предназначенного для обеспечения отечественных радиоизотопов для медицинской визуализации, лечения рака и национальной обороны, началось в сентябре 2025 года, и в апреле он получил от Министерства энергетики сертификат о «существенном завершении», разрешающий его критическую обработку.

«Просто поразительно, что мы достигли значительной степени готовности за 227 дней, и что мы сможем запустить этот реактор в критическом состоянии менее чем через год», — сказал он. «Мы просто ждем разрешения на загрузку топлива и запуск».

ДеВитт заявил, что изотопный реактор в Окло — это «полностью коммерчески реализуемый проект гражданского строительства» на частной земле, в то время как проект электростанции «Аврора» разрабатывается на государственных землях лаборатории в Айдахо и «совершенно отличается» тем, что это реактор, предназначенный для выработки электроэнергии.

«Вот это, — сказал он, указывая на пустую яму позади себя, земляной пол которой потемнел в тени позднего вечера, — произойдет через два года».

MSR-1 компании Natura Resources

Исследовательский реактор MSR-1 на расплавленной соли мощностью один мегаватт, который будет построен в Абиленском христианском университете и разработан компанией Natura Resources, основанной в Абилине, штат Техас, уже получил лицензию от Комиссии по ядерному регулированию, но включен в пилотную программу реактора для достижения критичности.

«Мы стали вторым в истории реактором повышенной мощности, получившим лицензию на строительство от Комиссии по ядерному регулированию, и первым малым модульным реактором на жидком топливе, получившим одобрение комиссии», — заявил генеральный директор Natura Resources Джордан Робисон.

Реактор MSR-1 компании Natura имеет ряд особенностей: это первый в истории лицензированный жидкотопливный реактор и первый исследовательский реактор, одобренный университетом за более чем 30 лет.

По словам Робисона, компания Natura построит «полноценную реакторную систему» ​​к 2028 году. «Это будет актив на 20 лет, исследовательский инструмент для университета и инструмент для нас в процессе разработки наших коммерческих реакторных систем», которые включают в себя перспективный реактор мощностью 100 мегаватт.

В реакторе MSR-1 используется тетрафторид урана в качестве топлива «в нашей соли, как сахар в кофе», — сказал Робисон. «Нам не нужны никакие экзотические формы топлива. Это просто уран, растворенный в соли».

Как и для многих разработчиков реакторов, для Natura „главным“ является „не столько получение лицензий, сколько цепочка поставок“, — сказал он. „Речь идет о закупке компонентов и их поставке. Мы продвигаемся по этому процессу, фактически переходя к строительству реактора. Это сложный процесс, но именно к этому мы стремимся“.

Exit mobile version