Ни один вопрос не сбивает с толку американскую энергетическую и экологическую политику больше, чем ядерные отходы. Нет, даже не меняющийся климат, который может быть серьезной проблемой, но, тем не менее, привлекает большое внимание.

Трудно нарисовать картину с серьезным лицом. Давайте начнем с трех основных элементов этой истории.

Во-первых, атомные электростанции в Соединенных Штатах производят около 2000 метрических тонн ядерных отходов (или «отработавшего топлива») в год. Из-за присущей ему радиоактивности он бережно хранится в различных местах по всей стране.

Во-вторых, федеральное правительство отвечает за то, чтобы выяснить, что с ним делать. Фактически, операторы электростанций внесли более 40 миллиардов долларов в Фонд ядерных отходов, чтобы правительство могло справиться с этим. Идея заключалась в том, чтобы похоронить его в «глубоком геологическом хранилище», воплощенном в горе Юкка, штат Невада, но это оказалось политически невозможным. Тем не менее, на предварительную оценку было потрачено 15 миллиардов долларов.

В-третьих, из-за неспособности Министерства энергетики управлять этими отходами, они просто накапливаются. Согласно последним данным этого агентства, около 80 000 метрических тонн отработавшего топлива – сотни тысяч тепловыделяющих сборок, содержащих миллионы тепловыделяющих стержней – ожидают своего конечного пункта назначения.

И вот финальный поворот: те операторы атомных станций подали в суд в суд. правительство за нарушение контракта, и в 2013 году они выиграли. Казначейство США ежегодно выплачивает им несколько сотен миллионов долларов в рамках серии расчетов и судебных решений. Общая сумма составляет более 8 миллиардов долларов.

Я понимаю, что эта история звучит немного безумно. Я действительно говорю, что правительство США собрало миллиарды долларов для обращения с ядерными отходами, затем потратило миллиарды долларов на технико-экономическое обоснование только для того, чтобы положить его на полку, а теперь платит еще миллиарды долларов за эту неудачу? Да,

К счастью, все агрегированные отходы занимают относительно небольшую площадь, и существует временное хранилище. Без срочной причины для действий политики, как правило, не будут этого делать.

Хотя попытки найти долгосрочное хранилище будут продолжаться, директивным органам следует обратить внимание на переработку некоторых из этих «отходов» в пригодное для использования топливо. На самом деле это старая идея. Лишь небольшая часть ядерного топлива расходуется на выработку электроэнергии.

Сторонники рециркуляции предполагают, что реакторы будут использовать «переработанное» отработавшее топливо, извлекая энергию из 90% остатков после сгорания. Даже его критики признают, что химия, физика и инженерия, лежащие в основе переработки, технически осуществимы, и вместо этого бросают вызов спорной экономике и предполагаемым рискам безопасности.

Так называемые реакторы поколения IV бывают всех форм и размеров. Проекты разрабатывались уже много лет – в некоторых отношениях, вплоть до зарождения ядерной энергетики, – но легководные реакторы доминировали в этой области по целому ряду политических, экономических и стратегических причин. Например, двойные обычные водо-водяные реакторы Southern Company, строящиеся в Джорджии, каждый могут похвастаться мощностью чуть более 1000 мегаватт (или 1 гигаватт), стандартной для проекта Westinghouse AP 1000

. часть размера и мощности, а также могут использовать различные системы охлаждения: небольшой модульный реактор NuScale Power мощностью 77 мегаватт в Орегоне, быстрый модульный реактор General Atomics мощностью 50 мегаватт с гелиевым охлаждением в Сан-Диего, реактор Kairos Power 140 в Аламеде. -мегаваттные реакторы на расплаве фторидных солей и т. д. имеют разные конфигурации, которые могут соответствовать различным бизнес-целям и политике.

Многие конструкции Gen-IV могут либо явно перерабатывать использованное топливо, либо быть настроены для этого. 3 июня TerraPower (при поддержке Билла Гейтса), GE Hitachi и штат Вайоминг объявили о соглашении о строительстве демонстрационного проекта Natrium мощностью 345 мегаватт, быстрого реактора с натриевым теплоносителем.

Natrium технически способен на строительство. переработка топлива для генерации. Калифорнийская компания Oklo уже достигла соглашения с Национальной лабораторией Айдахо об эксплуатации своего 1,5-мегаваттного «микрореактора» за счет использованного топлива. Фактически, самопровозглашенным «предпочтительным топливом» для конструкции реактора с расплавленной солью Elysium Industries в Нью-Йорке является отработавшее ядерное топливо, а компания Flibe Energy из Алабамы рекламирует возможность сжигания отходов своей конструкции ториевого реактора. рост или падение реакторов не зависит от выхода из тупика ядерных отходов. Хотя такие реакторы могут потреблять отработавшее топливо, это не обязательно. Тем не менее, стимулирование переработки отходов улучшило бы их экономику.

«Стимулируйте» – это код для «оплаты». Директивным органам следует рассмотреть способы, с помощью которых Вашингтон может сделать для электростанции более выгодным рециркуляцию топлива, чем его импорт – из Канады, Казахстана, Австралии, России и других стран.

Политическая поддержка передовых ядерных технологий, включая переработку, есть глубже, чем можно было ожидать. В 2019 году Сенат утвердил д-ра Риту Баранвал на должности помощника секретаря по ядерной энергии Министерства энергетики (DOE). Материаловед по образованию, она стала поборником утилизации.

Новая администрация Байдена продолжила широкую двухпартийную поддержку передовых ядерных реакторов, предложив в своем бюджетном запросе на 2022 финансовый год увеличить финансирование для Управление по атомной энергии Министерства энергетики почти на 350 миллионов долларов. Предложение включает в себя конкретное увеличение финансирования на исследования и разработку концепций реакторов (плюс 32 миллиона долларов), НИОКР по топливному циклу (плюс 59 миллионов долларов) и демонстрацию усовершенствованного реактора (плюс 120 миллионов долларов), а также утроение финансирования универсального испытательного реактора (с 45 миллионов долларов до 145 миллионов долларов в год).

В мае Агентство перспективных исследовательских проектов Министерства энергетики США (ARPA-E) объявило о новой программе на 40 миллионов долларов для поддержки исследований по «оптимизации» отходов и утилизации современных реакторов, в том числе через отходы переработка отходов. Важно отметить, что в заявлении прямо говорится, что отсутствие решения по ядерным отходам сегодня «представляет собой вызов» для будущего реакторов поколения IV.

Дебаты напоминают, что переработка в целом – очень грязный процесс. Он химически, машинно и энергоемко. Переработка всех видов, от важнейших минералов до пластиковых бутылок, также приводит к появлению новых отходов. Сегодня федеральное правительство и правительства штатов довольно активно рециркулируют эти другие потоки отходов, и они должны в равной степени участвовать в ядерных отходах.