Китай почти завершил строительство первого в мире ториевого ядерного реактора

В Китае вскоре начнутся испытания первого в мире ядерного реактора на расплавах солей тория. Реактор мощностью 2 МВт строится в пустынном районе Китая для обеспечения электрической энергией отдалённых поселений. Аналогичные проекты в США не вышли из лабораторий, хотя 60 лет назад считались перспективными. Успех испытания приведёт к строительству в Китае 100-МВт жидкосолевых ториевых реакторов, но это произойдёт не раньше 2030 года. Жидкосолевые ториевые атомные реакторы имеют ряд преимуществ над реакторами на урановом топливе с водяным контуром охлаждения. Хладагент в виде расплава солей тория одновременно является топливом. Правда, для запуска и поддержки ядерной реакции деления одного тория недостаточно и в топливо добавляется уран или используются другие технологии. Зато в системе охлаждения поддерживается низкое давление, и нет опасности взрыва при разгерметизации. Подобные реакторы — это находка для зон с отсутствием воды для охлаждения обычных реакторов. Также преимущество топлива в виде расплава солей в том, что для его загрузки не нужно останавливать реактор, и отработанные продукты топлива сами покинут зону реактора. В то же время расплав солей как хладагент и топливо несут с собой высокую коррозийную опасность, что требует новых технологий и материалов для защиты трубопроводов и узлов подачи.

Завершающие работы по строительству прототипа жидкосолевого ториевого атомного реактора ожидаются в августе, а испытания начнутся в сентябре. Работу над этим проектом китайские учёные начали около десяти лет назад. Успех эксперимента будет означать, что в стране в засушливых районах начнут строить мощные атомные электростанции на реакторах этого типа.

Китай разрабатывает гиперзвуковой пассажирский самолёт, похожий на Concorde, но намного больше

Исследователи из Китая создают гиперзвуковой самолёт который формой крыльев напоминает французско-британский Concorde, но при этом он гораздо больше него, и даже крупнее Boeing-737. Используемая аэродинамическая модель применялась в китайских аэрокосмических миссиях. 45-метровый самолёт примерно на треть длиннее Boeing 737-700, оснащён двумя воздушно-реактивными двигателями и треугольными крыльями, почти аналогичными тем, что использовались в Concorde. Известно, что исследователи использовали аэродинамическую модель, доказавшую эффективность в ходе последних космических миссий КНР на больших высотах. Учёные обнаружили зоны на корпусе самолёта, требующие дополнительной защиты или усиления, поскольку именно они наиболее вероятно будут подвергаться перепадам температур и давления при скоростях в 6 Махов (более 7000 км/ч). Открытия найдут «применение в аналогичных инженерных проектах». Известно, что полёт к Марсу и лунная миссия требовали путешествия в атмосфере Земли на «гиперскоростях». Ожидается, что к 2025 году Китай закончит эксперименты, призванные проверить все ключевые компоненты гиперзвуковых технологий, включая испытания воздушно-реактивного двигателя нового поколения. Ещё через десять лет в КНР намерены оперировать флотом из гиперзвуковых самолётов, способных доставить 10 пассажиров в любую точку Земли в течение часа, а к 2045 году такие самолёты будут иметь на борту места для 100 и более пассажиров.

При этом гиперзвуковые самолёты используют для сжигания топлива кислород из воздуха, поэтому обходятся буквально в сто раз дешевле ракет со сжиженным газом. Использование комбинации технологий позволит КНР доставлять более 10 000 тонн грузов и более 10 000 пассажиров ежегодно на космические станции, расположенные на околоземных орбитах и даже на Луну.

Пока же сверхзвуковые самолёты используются только военными. Несмотря на большие размеры, для пассажиров в них места немного из-за особенности двигателей и конструкции. Кроме того, путешествие на современных моделях является не самым приятным из-за высоких температур и вибраций.

Также известно, что у КНР имеется как минимум одна модель гиперзвуковых ракет — DF-17, впервые продемонстрированных в 2019 году.

В России начали строить уникальный безотходный реактор на быстрых нейтронах БРЕСТ-ОД-300

На днях на площадке Сибирского химического комбината (предприятие Топливной компании Росатома «ТВЭЛ» в Северске Томской области) началось строительство атомного энергоблока с уникальным реактором на быстрых нейтронах БРЕСТ-ОД-300. Два дня назад в фундамент реактора залили первый бетон. Более того, рядом с реактором создадут не имеющий аналогов комплекс по переработке отработанного ядерного топлива, что сделает топливный ресурс неисчерпаемым. В России уже работают реакторы на быстрых нейтронах на Белоярской АЭС, но новый реактор будет иным. Теплоносителем в БРЕСТ-ОД-300 станет свинец, тогда как до этого теплоносителем был натрий. Мощность БРЕСТ-ОД-300, как следует из названия, составит 300 МВт. Питать реактор будет новое смешанное нитридное уран-плутониевое топливо. Кроме реактора, как сказано выше, в энергетический кластер войдут модуль по производству и восстановлению уран-плутониевого ядерного топлива и модуль по переработке облучённого топлива. Площадка из этих трёх объектов станет своеобразной витриной и полигоном не имеющих в мире аналогов технологий замкнутого цикла использования ядерного топлива. Этот опыт «Ростатом» рассчитывает тиражировать для всех заинтересованных стран. Облучённое в процессе работы реактора ядерное топливо после предварительной переработки будет отправляться для повторного изготовления свежего топлива и со временем комплекс станет практически автономным и не зависящим от внешних поставок энергоресурсов. Тем самым отпадёт необходимость в добыче урана для нужд таких реакторов, а атомная энергетика станет очень и очень выгодным мероприятием и, главное — почти безотходным и сверхбезопасным для экологии и человека.

«Благодаря переработке ядерного топлива бесконечное количество раз ресурсная база атомной энергетики станет практически неисчерпаемой. При этом для будущих поколений снимается проблема накопления отработавшего ядерного топлива. Успешная реализация этого проекта позволит нашей стране стать первым в мире носителем атомной технологии, полностью отвечающей принципам устойчивого развития — в экологичности, доступности, надежности и эффективности использования ресурсов», — заявил генеральный директор Госкорпорации «Росатом» Алексей Лихачев.

Согласно планам, реактор БРЕСТ-ОД-300 должен начать работу в 2026 году. К 2023 году планируется освоить производственный комплекс по выпуску топлива, а к 2024 году предполагается начать сооружение модуля переработки облученного топлива. Похожий проект реактора на быстрых нейтронах в этом году в США начнёт реализовывать компания Билла Гейтса. Американский реактор мощностью 345 МВт должен быть принят в эксплуатацию в 2027 году. На его строительство будет потрачено не менее $1 млрд. О стоимости кластера вокруг БРЕСТ-ОД-300 пока не сообщается.

Обнаружен "совершенно новый" способ получения электричества: что предлагают инженеры MIT

В Массачусетском технологическом институте заявили об открытии "совершенно нового" способа производства электричества. По словам инженеров, крошечные углеродные нанотрубки могут создавать ток, "просто взаимодействуя с окружающей их жидкостью". Авторы пишут, что все, что нужно, это пропустить органический растворитель через слой таких микрочастиц: жидкость "вытягивает" электроны из нанотрубок, генерируя ток. Было обнаружено, что когда часть нанотрубки покрыта тефлоноподобным полимером, это создает асимметрию: она позволяет электронам двигаться от покрытой части к непокрытой. Их можно "снять", погрузив углеродные частицы в соответствующий растворитель вроде ацетонитрила. В МIT измельчали нанотрубки, превращая их в лист материала. Одна его сторона была покрыта упомянутым выше полимером. Затем исследователи нарезали этот лист на части с любой формой и размером. Для эксперимента сделали частицы размером 250×250 микрон. При погружении их в растворитель жидкость "прилипала" к поверхности без покрытия – начиналась генерация тока. Исследователи объясняют: растворитель "уносит" электроны, в результате чего система пытается уравновеситься, перемещая новые электроны в сторону "дефицита". В эксперименте удалось добиться ~0,7 В на такую микропластинку. Авторы показали, что можно образовывать массивы из сотен таких объектов в небольшой пробирке, и подобный "реактор" выработает достаточно энергии для реакции окисления спирта. Обычно ее не проводят с использованием электрохимии, так как нужен внешний подвод сильного тока.

СПРАВКА. Углеродная нанотрубка – модификация углерода; полый цилиндр из одной или нескольких свернутых в трубку графеновых плоскостей диаметром от десятых до нескольких десятков нанометров и длиной обычно от одного микрометра до нескольких сантиметров. Обладает уникальными электрическими свойствами.

В MIT хотят использовать этот способ выработки электричества для создания полимеров, используя лишь углекислоту как исходный материал. Авторы добавляют, что в долгосрочной перспективе их метод можно применять для питания микро- или наноразмерных роботов, диагностических датчиков или датчиков окружающей среды.

Термоядерный синтез в Китае. Установлен рекорд на "искусственном солнце" EAST

На экспериментальном усовершенствованном сверхпроводящем токамаке EAST в Китае удалось достичь температуры плазмы в 120 млн градусов Цельсия, причем ее поддерживали в 101 секунды. Это в пять раз больше, чем прошлый рекорд, пишет сайт Института физики плазмы Китайской академии наук (ASIPP). Более того, на прототипе термоядерной установки в Хэфэе на дейтерии ("тяжелая" вода) 20 секунд поддерживали температуру в 160 млн градусов. По оценкам, дейтерий в 1 л морской воды может производить при термоядерном синтезе количество энергии, эквивалентное 300 л бензина. В 2020-м на EAST, который запустили еще в 2006 году, достигли 100 млн градусов в течение 20 секунд, тогда как в аналогичной установке в Чэнду (HL-2M Tokamak) – 10 секунд при 150 млн градусов. "Успех эксперимента закладывает основу для строительства в Китае собственной энергостанции ядерного синтеза. Это один из идеальных источников чистой энергии для будущего человечества", – радуются в ASIPP.

В отличие от ископаемых видов топлива, таких как уголь, нефть и природный газ, которые находятся под угрозой истощения и представляют угрозу для окружающей среды, сырье для "искусственного солнца" практически неограниченно на Земле.

Такие токамаки не в научной литературе и прессе называют "искусственными солнцами" из-за желания добиться устойчивого и контролируемого ядерного синтеза, аналогичного реакциям на Солнце. При слиянии атомных ядер высвобождается огромная энергия, которая может помочь решить энергетический кризис.

Однако, несмотря на заметный технологический прогресс по этой части, нынешние варианты термоядерных реакторов пока далеки от тех, которые задуманы.

SPEEDER: воздушный мотоцикл на реактивной тяге

Разработку летающих мотоциклов (ховербайков) ведут многие компании в разных странах мира.В частности, опытные образцы уже испытала американская армия, а в 2017 году свой прототип показал и концерн «Калашников». В отличие от предыдущих американских, российских разработок, базирующихся на электродвигателях, SPEEDER использует реактивные двигатели, позволяющие ховербайку развивать существенно бо́льшие скорости. Стоимость «первого в мире личного аэромотоцикла с вертикальным взлётом и посадкой» составляет $380000, включая курс обучения вождения данным агрегатом. При этом в JetPack Aviation указывают, что для управления SPEEDER не потребуется лицензия пилота, а сам полёт будет не сложнее, чем езда на мотоцикле.