Gen4 Energy, Inc (ранее Hyperion Power Generation, Inc. [1] ) была частной корпорацией, созданной для строительства и продажи нескольких проектов относительно небольших (70 МВт тепловых, 25 МВт электрических) ядерных реакторов , которые, как они утверждали, будут модульными , недорогими , изначально безопасными и устойчивыми к распространению . Согласно новостным сообщениям, эти реакторы могут использоваться для выработки тепла , производства электроэнергии и других целей, включая опреснение .
Компания прекратила свою деятельность 1 апреля 2018 года [2] после того, как в январе 2016 года она проиграла второй раунд грантов от Министерства энергетики. [3]
Hyperion объявила в ноябре 2009 года, что, несмотря на их постоянные намерения заниматься самозамедляющимся реактором на гидриде урана , потребность в улучшении лицензируемого и развертываемого реактора заставила их выбрать другой проект LANL для первоначальной коммерциализации. Они переключили внимание на более традиционную конструкцию реактора поколения IV : реактор с топливом из нитрида урана и свинцово-висмутовым охлаждением. Они считали, что использование быстрого реактора с жидкометаллическим охлаждением ускорит время коммерциализации по сравнению с самозамедляющимся проектом на гидриде урана, который ранее публично обсуждался. [4]
По данным Hyperion, топливо из нитрида урана , включенное в конструкцию, в целом похоже по физическим характеристикам и нейтронным свойствам на стандартное керамическое топливо из оксида урана , которое в настоящее время используется в современных легководных ядерных реакторах . Однако оно имеет определенные полезные черты — более высокую теплопроводность — и, следовательно, меньшую сохраняемую тепловую энергию — что делает его предпочтительным по сравнению с оксидным топливом при использовании в температурных режимах, превышающих температуры от 250 до 300 °C (от 482 до 572 °F), обнаруженные в легководных реакторах. [6] Работая при более высоких температурах, паровые установки могут работать с более высокой тепловой эффективностью. В презентации Hyperion на конференции ANS 2009 упоминается использование присущего Доплеру отрицательного температурного коэффициента реактивности в этом реакторе в качестве средства управления. [7] Ученый-атомщик Александр Сесонске утверждает, что нитридное топливо получило очень мало развития (по состоянию на 1973 год) и, по-видимому, имеет очень благоприятное сочетание физических свойств — особенно в быстрых реакторах. [8] Вопрос о том, распространяется ли это на реакторы с охлаждением свинцом-висмутом, остается без ответа в рассмотренной литературе, хотя Советский Союз уже работал с этим типом реактора на флоте; в частности, подводная лодка класса «Альфа» , хорошо известная на Западе своей высокоскоростной работой, была оснащена таким свинцово-висмутовым реактором, который, как известно, работал очень эффективно. [6]
Модуль Hyperion имеет достаточно топлива для 3650 дней полной мощности при 70 МВт, способен отслеживать нагрузку и предназначен для сборки парами: один модуль может работать, в то время как другой может в это же время устанавливаться или демонтироваться. [6]
Hyperion планировал использовать естественную циркуляцию свинцово-висмутового теплоносителя через модуль реактора в качестве средства первичного охлаждения. Температура теплоносителя в первичном контуре должна составлять приблизительно 500 °C (932 °F). Приводные промежуточные теплообменники , также использующие свинцово-висмутовый теплоноситель, расположены внутри реактора и запускают промежуточный контур, идущий к третьему теплообменнику после реактора (парогенератору ) , где тепло передается рабочей жидкости , нагревая ее приблизительно до 480 °C (896 °F). На данный момент существуют две схемы выработки электроэнергии: либо с использованием перегретого пара или сверхкритического диоксида углерода для привода турбин цикла Ренкина или цикла Брайтона . Помимо классического использования для выработки электроэнергии, другие варианты использования нагретой рабочей жидкости могут включать опреснение , технологическое тепло, а также централизованное теплоснабжение и охлаждение.
Теплогидравлика свинцово-висмутового реактора определяется высокой теплоемкостью и свойствами эвтектического теплоносителя свинец-висмут. Этот теплоноситель непрозрачен для гамма -излучения , но прозрачен для нейтронного потока ; он плавится при низкой температуре, но не кипит, пока не будет достигнута чрезвычайно высокая температура; он не сильно расширяется или сжимается под воздействием тепла или холода; он имеет высокую теплоемкость ; он будет естественным образом циркулировать через активную зону реактора без необходимости использования насосов — как при нормальной работе, так и в качестве средства отвода остаточного тепла распада ; и он затвердеет, как только тепло распада от использованного реактора упадет до низкого уровня. [6]
См. Список конструкций малых ядерных реакторов.