νέα

Στις 10 Ιουνίου 2024, η TerraPower, μια εταιρεία πυρηνικής ενέργειας που επένδυσε ο ιδρυτής της Microsoft, Bill Gates, ανακοίνωσε ότι ο αντιδραστήρας Natrium του πυρηνικού σταθμού επόμενης γενιάς (επόμενης γενιάς, γνωστός και ως «τέταρτη γενιά») κοστίζει έως και 4 δισεκατομμύρια δολάρια σπάσιμο στο Kemmerer, Wyoming. Το έργο είναι ένας γρήγορος αντιδραστήρας ψύξης με νάτριο 345 MW εξοπλισμένος με σύστημα αποθήκευσης ενέργειας λιωμένου άλατος που μπορεί να αυξήσει την ισχύ εξόδου στα 500 MW όταν το χρειάζεται το δίκτυο.

Ο Bill Gates έχει επενδύσει στην πυρηνική ενέργεια πολύ νωρίς, η TerraPower, που ιδρύθηκε το 2006, θα συνεργαστεί με την Pacific Power Company, θυγατρική της Berkshire Hathaway του Buffett, το 2021 για να συνεχίσει να αναπτύσσει τον αντιδραστήρα νετρονίων «τέταρτης γενιάς» που ψύχεται με νάτριο. , και ελπίζει να υλοποιήσει την εφαρμογή πέντε νέων πυρηνικών σταθμών το 2035. Η σημαντική βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης θα προωθήσει σε μεγάλο βαθμό την παραγωγή, τον τρόπο ζωής και τον πολιτισμό.

Επικίνδυνο νάτριο

Σε αντίθεση με τον «αντιδραστήρα ελαφρού νερού» της πυρηνικής ενέργειας τρίτης γενιάς που χρησιμοποιεί το νερό ως μέσο ελέγχου και μεταφοράς θερμότητας, το Natrium, γνωστό ως πυρηνική ενέργεια τέταρτης γενιάς, χρησιμοποιεί υγρό μεταλλικό νάτριο ως ρευστό εργασίας. Οι σημερινοί συνηθισμένοι αντιδραστήρες νερού υπό πίεση (PWR) μπορούν να επιτύχουν ανταλλαγή θερμότητας στους 325°C χωρίς εξάτμιση στις 150 ατμόσφαιρες. Το σημείο βρασμού του μεταλλικού νατρίου είναι 883°C, επομένως ο "νανοψυκτος αντιδραστήρας" μπορεί να αυξήσει τη θερμοκρασία λειτουργίας του αντιδραστήρα στους 550°C χωρίς πίεση. Η θερμική αγωγιμότητα του μεταλλικού νατρίου είναι 50 φορές μεγαλύτερη από αυτή του νερού Λαμβάνοντας υπόψη την προαναφερθείσα υψηλότερη θερμοκρασία λειτουργίας, η "Πυρηνική Ρυθμιστική Επιτροπή (NRC)" αξιολογεί ότι η απόδοση εναλλαγής θερμότητας του υγρού μεταλλικού νατρίου είναι 100 φορές μεγαλύτερη από αυτή του νερού. και η απόδοση λειτουργίας του είναι υψηλότερη από αυτή της τρίτης γενιάς Η πυρηνική ενέργεια είναι πολύ υψηλότερη.

Οι "αντιδραστήρες ελαφρού νερού" (συμπεριλαμβανομένων των αντιδραστήρων βραστό νερό και των αντιδραστήρων υπό πίεση) μπορούν να χρησιμοποιούν μόνο ουράνιο 235, το οποίο αντιπροσωπεύει περίπου το 0,72% του φυσικού ουρανίου, αλλά δεν μπορεί να χρησιμοποιήσει ουράνιο 238, το οποίο αντιπροσωπεύει το 99,28% του φυσικού ουρανίου. Επομένως, μετά την απόρριψη των ράβδων πυρηνικού καυσίμου, η υπολειμματική ακτινοβολία των πυρηνικών αποβλήτων εξακολουθεί να είναι πολύ υψηλή και τα προϊόντα μετά την αντίδραση σχάσης περιέχουν επίσης μεγάλο αριθμό βαρέων στοιχείων, όπως ακτινίδες, που είναι δύσκολο να χρησιμοποιηθούν και Οι κίνδυνοι από την ακτινοβολία είναι μεγάλοι Η επεξεργασία και η διατήρηση των πυρηνικών αποβλήτων, η ασφάλεια έχει γίνει πρόβλημα σε όλο τον κόσμο.

Ο γρήγορος αντιδραστήρας νετρονίων «τέταρτης γενιάς» μπορεί να χρησιμοποιήσει το ουράνιο-238, το οποίο είναι εξαιρετικά άφθονο στο φυσικό ουράνιο, για να αποφύγει την τεράστια σπατάλη πυρηνικών υλικών. Και στον αντιδραστήρα γρήγορου νετρονίου, το ουράνιο-238 συλλαμβάνει γρήγορα νετρόνια και υφίσταται δύο διασπάσεις βήτα για να σχηματίσει το πλουτώνιο-239, το οποίο χρησιμεύει ως πηγή ενέργειας της «θερμοηλεκτρικής μηχανής ραδιοϊσοτόπων» και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την οδήγηση διαστημικών σκαφών. Αυτό το χαρακτηριστικό "ένα ψάρι, δύο ψάρια" ονομάζεται "αναπαραγωγή" στην πυρηνική φυσική και οι γρήγοροι αντιδραστήρες νετρονίων ονομάζονται επομένως επίσης "αντιδραστήρες ταχείας αναπαραγωγής νετρονίων".

Μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα σημαίνει μεγαλύτερα κέρδη; Ποιος δεν θα ήθελε κάτι τέτοιο Οι αντιδραστήρες γρήγορου νετρονίου δεν είναι μια νέα ιδέα Ήδη από το 1951, ο πρώτος πυρηνικός σταθμός στην ανθρώπινη ιστορία που παρήγαγε ηλεκτρισμό, ο "Πειραματικός Αντιδραστήρας Νο. 1" (EBR-1), χρησιμοποίησε την αρχή των ταχέων αντιδραστήρων νετρονίων Το ψυκτικό υγρό είναι υγρό κράμα νατρίου καλίου.

Ωστόσο, η θεωρία είναι πολύ προηγμένη, αλλά η εφαρμογή δεν μπορεί να συμβαδίσει χρειάζονται δεκαετίες ή και γενιές. Οι πρώιμοι αντιδραστήρες ταχείας αναπαραγωγής υγρού μετάλλου δεν μπόρεσαν να ξεπεράσουν τη διάβρωση του υγρού μετάλλου νατρίου σε δοχεία και σωλήνες.

Το μέταλλο είναι πολύ δραστικό. Θα οξειδωθεί βίαια όταν εκτεθεί στον αέρα.

Ιστορικά, οι περισσότεροι από τους αντιδραστήρες ταχείας αναπαραγωγής υγρών μετάλλων δεν είχαν καλή κατάληξη: ο αντιδραστήρας "Monju" που κατασκευάστηκε στην Ιαπωνία το 1986 είχε μια ρωγμή στο σύστημα ψύξης το 1995, με διαρροή 640 κιλών ατμού νατρίου και από τότε, πυρκαγιά συνέχισε να δυσλειτουργεί, ο αναπληρωτής διευθυντής του τμήματος υποθέσεων της Dongran Group αυτοκτόνησε πηδώντας από ένα κτίριο για να ζητήσει συγγνώμη, ωστόσο, δεν μπόρεσε να σώσει την κατάσταση και ο αντιδραστήρας έκλεισε τελικά το 2010. Το Superphénix που κατασκευάστηκε στη Γαλλία το 1976 ήταν κάποτε ο μεγαλύτερος αντιδραστήρας παραγωγής στον κόσμο. Επίσης, παρουσίασε διάβρωση και διαρροές στο σύστημα ψύξης υγρού αζώτου.

Επί του παρόντος, οι μόνοι «ψυκτικοί αντιδραστήρες με νάτριο» που εξακολουθούν να λειτουργούν στον κόσμο είναι οι BN600 και BN800 της Ρωσίας. Το μεγάλο άλμα προς τα εμπρός της Επιστήμης και της Τεχνολογίας του πρώην Σοβιετικού Ναυτικού χρησιμοποίησε «ψυκτικούς αντιδραστήρες νατρίου» στο πυρηνικό υποβρύχιο Type 705, το οποίο οδήγησε σε συχνά πυρηνικά ατυχήματα: τα σκάφη K-64 και τα σκάφη K-123 είχαν και τα δύο μεγάλα πυρηνικά ατυχήματα λόγω αστοχίες του αγωγού ψυκτικού νατρίου. Οι Ηνωμένες Πολιτείες, οι οποίες είναι πιο προηγμένες τεχνολογικά, δεν είναι πολύ καλύτερες το SSN-575, το οποίο τέθηκε σε χρήση το 1957, είναι το μόνο πυρηνικό υποβρύχιο του στρατού των ΗΠΑ που χρησιμοποιεί έναν «αντιδραστήρα ψύξης με νάτριο». ατύχημα διαρροής, το οποίο οδήγησε στην αποσυναρμολόγησή του το 1958. Ο «αντιδραστήρας ψύξης με νάτριο» αντικαταστάθηκε από έναν αντιδραστήρα νερού υπό πίεση σχετικά προς τα πίσω.

Ως απάντηση στους κινδύνους του μεταλλικού νατρίου, η επιστημονική και τεχνολογική κοινότητα εργάζεται ακούραστα για δεκαετίες, δοκιμάζοντας μια ποικιλία υλικών όπως υδράργυρος, μόλυβδος, κασσίτερος, κράμα νατρίου-καλίου, κράμα μολύβδου-βισμούθιου κ.λπ. Η «Εκτελεστική Επιτροπή της Ευρωπαϊκής Ένωσης» μεταξύ 2015 και 2019, επένδυσε 6,6 εκατομμύρια ευρώ για την κατασκευή τριών έργων επίδειξης ταχέων αντιδραστήρων νετρονίων, αξιολόγηση θερμικής υδραυλικής προσομοίωσης και πειραματικού σχεδίου μελέτης SESAME, μελέτης της ροής μεταλλικών ρευστών σε αγωγούς και πυρηνικούς αντιδραστήρες και τον αντίκτυπό τους σε Ο εξοπλισμός, με επίκεντρο τη μελέτη της νανοψύξης, έθεσε τα θεμέλια για την ανάπτυξη της τεχνολογίας μολύβδου ψύξης.

Μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε πυρηνικά όπλα

Ακόμα κι αν λυθεί το ζήτημα της ασφάλειας του μεταλλικού νατρίου, εξακολουθεί να υπάρχει ένα πρόβλημα ασφάλειας πυρηνικών όπλων που πρέπει να λυθεί. Ο επί του παρόντος δημοφιλής «αντιδραστήρας ελαφρού νερού» τρίτης γενιάς πυρηνικής ενέργειας δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για πυρηνικά όπλα και θεωρείται μοντέλο «ειρηνικής χρήσης της πυρηνικής ενέργειας». Ωστόσο, το προϊόν της αντίδρασης του "ταχείας αναπαραγωγής αντιδραστήρα", το πλουτώνιο-239, είναι πυρηνικό υλικό υψηλής ποιότητας. Η δεύτερη ατομική βόμβα "Fat Man" που πυροδότησε το Ναγκασάκι το 1945 ήταν μια βόμβα πλουτωνίου. Αυτός είναι επίσης ο λόγος για τον οποίο η Ρωσία επιμένει στη διατήρηση «αντιδραστήρων ψύξης με νάτριο» και η Βόρεια Κορέα κατασκευάζει αντιδραστήρες βαρέος νερού και οι δύο τύποι αντιδραστήρων μπορούν να παράγουν πλουτώνιο-239 για όπλα.

Ως εκ τούτου, ο «Διεθνής Οργανισμός Ατομικής Ενέργειας» τονίζει ότι οι χώρες με «αντιδραστήρες ταχείας αναπαραγωγής» πρέπει να έχουν σαφέστερες πολιτικές και μέτρα παρακολούθησης. Όμως η ιστορική εμπειρία μας λέει: η «ενίσχυση της διαχείρισης» με βάση τις ανθρώπινες αδυναμίες είναι η πιο αναξιόπιστη. Συγκριτικά, η ακόλουθη τεχνική ιδέα είναι ελαφρώς πιο αξιόπιστη: αλλάξτε εντελώς τη σχεδίαση της ράβδου πυρηνικού καυσίμου, έτσι ώστε το πρωτεύον πληρωτικό να μπορεί να λειτουργήσει απευθείας μέχρι να απορριφθεί εντελώς και να μην μπορεί να αφαιρεθεί με ασφάλεια με το πρόσχημα της "συντήρησης". στη μέση για να αποφευχθεί η μυστική διύλιση και κλοπή του προϊόντος σχάσης του πλουτωνίου, εάν κάποιος αποσυναρμολογήσει ή κλέψει παράνομα, θα εκτεθεί σε θανατηφόρα πυρηνική ακτινοβολία για να αποφευχθεί ο κίνδυνος πυρηνικής τρομοκρατίας.

Έργα με υψηλότερους κινδύνους θα πρέπει να κατασκευάζονται σε σχετικά ερημικές, κλειστές και αραιοκατοικημένες περιοχές Σε περίπτωση ατυχήματος, ο βαθμός βλάβης, ο έλεγχος της κοινής γνώμης και η αποζημίωση για τα θύματα θα είναι σχετικά χαμηλός. Το Ουαϊόμινγκ, όπου βρίσκεται ο αντιδραστήρας «τέταρτης γενιάς» με ψύξη νατρίου που επενδύθηκε από τον Μπιλ Γκέιτς και τον Μπάφετ, βρίσκεται στις δυτικές Ηνωμένες Πολιτείες και είναι η λιγότερο πυκνοκατοικημένη πολιτεία στις Ηνωμένες Πολιτείες. Αυτό είναι σύμφωνο με την παραπάνω συμβατική εμπειρία.

Το ερώτημα είναι: Όλα τα τεχνικά προβλήματα του αντιδραστήρα ταχείας αναπαραγωγής υγρού μετάλλου, τα οποία έχουν δοκιμαστεί και αποτύχει ξανά και ξανά τις τελευταίες δεκαετίες, έχουν λυθεί από την επιστημονική ερευνητική ομάδα του Bill Gates; Είναι πραγματικά αξιόπιστα εγγυημένες οι λύσεις ασφάλειας πυρηνικής τεχνολογίας και πυρηνικών όπλων; Θα υπάρχουν πέντε νέοι πυρηνικοί σταθμοί μέχρι το 2035. Είναι πραγματικά ώριμες οι τεχνολογίες και οι διαδικασίες; Αυτό είναι φυσικά το εμπορικό μυστικό του Μπιλ Γκέιτς και ο έξω κόσμος μπορεί να το επαληθεύσει μόνο με την πάροδο του χρόνου.

Σύστημα αποθήκευσης ενέργειας λιωμένου αλατιού

Εκτός από το θέμα της πυρηνικής ενέργειας, υπάρχει επίσης μια μη πυρηνική αλλά σχετική τεχνολογία, δηλαδή το σύστημα αποθήκευσης ενέργειας λιωμένου αλατιού που υποστηρίζει τον αντιδραστήρα Natrium. Μπορεί να αποθηκεύσει πλεονάζουσα ενέργεια όταν η παραγωγή πυρηνικής ενέργειας κορυφώνεται και η κατανάλωση ενέργειας στην αγορά είναι κορυφαία, ο αντιδραστήρας Natrium δεν χρειάζεται να υπερφορτωθεί, αλλά μπορεί να αυξήσει την ισχύ της τάξης των 155 MW κατά περίπου 45%. ζήτησης, διασφαλίζει επίσης την ομαλή λειτουργία και ασφάλεια των πυρηνικών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής και των δικτύων μεταφοράς και μετατροπής ηλεκτρικής ενέργειας.

Το σύστημα αποθήκευσης ενέργειας λιωμένου άλατος χρησιμοποιεί την πλεονάζουσα ενέργεια των πυρηνικών σταθμών για να λιώσει ασφαλή και φθηνά ανόργανα άλατα όπως νιτρικό νάτριο, νιτρικό κάλιο και νιτρικό ασβέστιο σε δεξαμενές αποθήκευσης λάβας υψηλής θερμοκρασίας για να αποθηκεύσει τεράστιες ποσότητες θερμικής ενέργειας. Όταν απελευθερώνει ενέργεια, το λιωμένο άλας υψηλής θερμοκρασίας περνά μέσα από τον εναλλάκτη θερμότητας και οδηγεί τη γεννήτρια ατμού για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας Αυτή η μέθοδος αποθήκευσης ενέργειας ονομάζεται "θερμική αποθήκευση ενέργειας". Αυτή η μέθοδος αποθήκευσης ενέργειας μπορεί να κάνει την απώλεια θερμικής ενέργειας πολύ αργή Ένα άρθρο στο περιοδικό επιστήμης και τεχνολογίας "Journal of Energy Storage" επισημαίνει ότι η δεξαμενή αποθήκευσης που χρησιμοποιεί νέα τεχνολογία χρησιμοποιεί ένα μονωτικό στρώμα πάχους περίπου 125 cm και το μηνιαίο. Η απώλεια ενέργειας είναι μόνο 5%.

Σε σύγκριση με τις μπαταρίες ιόντων λιθίου, οι οποίες χάνουν μόνο 0,5%-1% της ενέργειας ανά μήνα κατά μέσο όρο, το αποτέλεσμα αποθήκευσης ενέργειας των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας λιωμένου αλατιού δεν είναι τόσο καλό και η απώλεια ενέργειας είναι μεγαλύτερη. Ωστόσο, τα ορυκτά του άλατα είναι χαμηλού κόστους, ασφαλέστερα και δεν έχουν τους δυνητικούς τεράστιους κινδύνους περιβαλλοντικής ρύπανσης της αποθήκευσης χημικής ενέργειας όπως τα ιόντα λιθίου.

Αυτός ο τύπος συστήματος αποθήκευσης ενέργειας λιωμένου αλατιού μπορεί να χρησιμοποιηθεί όχι μόνο σε πυρηνικούς σταθμούς, αλλά και σε συστήματα παραγωγής ηλιακής ενέργειας. Το 2018, η Gemasolar, η πρώτη θερμική ηλιακή μονάδα παραγωγής ενέργειας που μπορεί να παράγει ηλεκτρική ενέργεια 24 ώρες την ημέρα, γεννήθηκε στην Ισπανία. Τοποθετείται στην έρημο ως μήτρα καθρέφτη Πύργος τροφοδοσίας λιωμένου αλατιού που έχει ανεγερθεί στο κέντρο του χώρου Αποθηκεύστε ένα μείγμα 60% νιτρικού νατρίου + 40% νιτρικού καλίου. Όταν δεν υπάρχει ηλιοφάνεια τη νύχτα, λόγω της απελευθέρωσης θερμότητας από λιωμένο αλάτι, μπορεί να παράγει σταθερή ισχύ για 15 ώρες, η ισχύς των 19,9 MW μπορεί να παρέχει σταθερή ηλεκτρική ενέργεια για 27.500 νοικοκυριά.

Η θερμική ηλιακή μονάδα αποθήκευσης ενέργειας λιωμένου άλατος όχι μόνο λύνει την αδυναμία των παραδοσιακών ηλιακών συλλεκτών που δεν μπορούν να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια όταν δεν υπάρχει ηλιακό φως, αλλά χρησιμοποιεί επίσης ανακλαστικά κάτοπτρα αντί για φωτοβολταϊκά πάνελ, γεγονός που μειώνει την ποσότητα ενέργειας που παράγεται κατά την παραγωγή φωτοβολταϊκών Μεγάλες ποσότητες ρύπανσης από βαρέα μέταλλα και η μόνιμη επίδραση των απορριπτόμενων φωτοβολταϊκών πλαισίων στο περιβάλλον.

Η Χιλή είδε την επιτυχημένη περίπτωση της Ισπανίας και ξεκίνησε το Alba Project το 2019. Σκοπεύει να μετατρέψει όλες τις μονάδες με καύση άνθρακα στις περιοχές της ερήμου σε σταθμούς ηλιακής ενέργειας από λιωμένο αλάτι εγκατεστημένης ισχύος 560 MW. Ελπίζει τελικά να εξαλείψει πλήρως τα παραδοσιακά ορυκτά καύσιμα έως το 2040. Μέθοδος παραγωγής ενέργειας καυσίμου. Αυτό δεν είναι μόνο για λόγους προστασίας του περιβάλλοντος. χρησιμοποιείται για την εισαγωγή ενέργειας Εάν μπορεί Η εξαγωγή ηλεκτρικής ενέργειας σε γειτονικές χώρες της Λατινικής Αμερικής μπορεί να κερδίσει πολλά ξένα νομίσματα.

Το σύστημα αποθήκευσης ενέργειας αντιδραστήρα Natrium + λιωμένο αλάτι του Bill Gates, εάν είναι επιτυχές, αναμφίβολα θα βελτιώσει σημαντικά τα οφέλη της πυρηνικής ενέργειας στην παραγωγή ενέργειας. Όσο για τον Μπάφετ, ο οποίος ήταν πάντα πονηρός και υπολογιστικός, σπάνια κάνει λάθη αυτή η «πυρηνική ενέργεια τέταρτης γενιάς» μπορεί να έχει ευρεία προοπτική αγοράς.

Μια άλλη προοπτική σκέψης είναι: ωςOpenAIΟ μεγαλύτερος επενδυτής πίσω από αυτό, ο Μπιλ Γκέιτς, ο οποίος είναι επίσης άνθρωπος με υπόβαθρο στην επιστήμη και τη μηχανική, έχει από καιρό συνειδητοποιήσει ότι η έρευνα και ανάπτυξη AI/AGI καταναλώνει πολλή ενέργεια και έχει την πυρηνική ενέργεια στα χέρια του, συν Το σύστημα αποθήκευσης ενέργειας λιωμένου αλατιού με υπερβολική ενέργεια, όχι μόνο μπορεί να επιτύχει ασφάλεια σε όλο το σύστημα, αλλά και να μειώσει το κόστος κατανάλωσης ενέργειας της έρευνας και ανάπτυξης AI/AGI (τεχνητή γενική νοημοσύνη).

Αυτό συμπίπτει με τον Musk, έναν άλλο γίγαντα της πρωτότυπης τεχνολογίας. Ο Μασκ επένδυσε στο SolarCity πολύ νωρίς, κάτι που αποδείχθηκε πολύ σημαντικό για την αύξηση της τιμής της μετοχής και της αξίας της μάρκας της Tesla το θέμα της κατανάλωσης ενέργειας, δύο από τους πλουσιότερους άντρες του κόσμου «γνωρίζουν τις ρίζες τους» έχουν πραγματικά το ίδιο όραμα.

• (Αυτό το άρθρο είναι μόνο προσωπική άποψη του συγγραφέα και δεν αντιπροσωπεύει τη θέση αυτής της εφημερίδας)

Γου Σου

Αρχισυντάκτης Chen Bin