Интерес к жидкосолевым реакторам в мире растёт. Они способны давать много дешёвой и эффективной электроэнергии, а ещё высокотемпературное технологическое тепло для разных отраслей. Это реакторы деления, где топливо и/или теплоноситель — расплавленная соль. Она плавится при высокой температуре и держит огромные запасы тепла при атмосферном давлении.
Когда соль служит топливом, в неё растворяют делящийся материал — уран-235, плутоний-239 или уран-233, смешанный с другими делящимися веществами вроде урана-238. Большинство нынешних АЭС используют водо-водяные реакторы: воду гонят под высоким давлением в активную зону. А соль как первичный теплоноситель впитывает уйму тепла при атмосферном давлении.
Поэтому такие реакторы работают при очень высоких температурах и дают тепло высшего сорта. А значит, можно убрать выбросы из промышленности — например, производить водород для «зелёной» стали без горы парниковых газов, которые сейчас летят при получении водорода из ископаемого топлива.
Разработку начали ещё в 1950-х. У части новых проектов твёрдое топливо не нужно вовсе, так что отпадает его изготовление и утилизация. А реакторы с жидким топливом дают меньше высокоактивных отходов: у топлива выше предел выгорания.
Ещё у жидкосолевых реакторов есть пассивная безопасность — решения, что повышают надёжность за счёт природных физических законов, без вмешательства человека. Если реактор перегреется, жидкая соль расширяется и сама выпускает больше нейтронов из активной зоны. Деление слабеет, температура падает. А в некоторых конструкциях под реактором стоит сливной бак с пробкой из твёрдой соли. Слишком горячо — пробка плавится, расплав утекает, и реакция глохнет совсем. Недостаточно горячо, и расплав в контуре может застыть и встать, циркуляция прекратится, и реактор придётся разогревать заново.
Уран, плутоний и торий растворяются в подходящих составах солей. Значит, реакторы могут подстроиться под разные топливные циклы и дать более устойчивые варианты. Если эффективнее использовать плутоний, уйдёт большая часть отходов нынешних легководных реакторов. А тория втрое больше, чем урана, и добывать его проще.
Сегодня в разработке два основных типа. Первый — обычные твёрдые топливные стержни, а вместо воды теплоноситель из расплавленных солей. Второй — жидкое топливо: делящийся материал растворён в солевом теплоносителе, тот циркулирует через активную зону, греется и передаёт тепло во второй контур, который крутит турбину и даёт электричество.
В Канаде концепт малого модульного реактора на расплавленных солях в 2023 году прошёл важную предлицензионную проверку проекта поставщика — первую такую для жидкосолевого реактора. Другие проекты в Китае, России и США тоже продвигаются. Есть надежда, что такие реакторы начнут развёртывать уже к середине 2030-х.
Но решать ещё многое. Нет норм по безопасности конструкций и перевозке топливной соли. Нужно выстроить цепочку поставок деталей именно для таких реакторов. А анализы аварийных сценариев, свойственных только жидкосолевым реакторам, известны плохо. Так что впереди ещё опыты и испытания на безопасность.