Компании Westinghouse и Radiant выбраны для проведения первых испытаний ядерного микрореактора на топливе на объекте DOME в INL

Ядерные микрореакторы, разработанные отдельно компаниями Westinghouse и Radiant, должны стать первыми конструкциями с топливом, испытанными на Демонстрационном полигоне микрореакторов (DOME) — первом в мире специализированном испытательном стенде для микрореакторов, открытие которого запланировано на начало 2026 года в Национальной лаборатории Айдахо (INL). Ожидается, что первый эксперимент с топливом начнется уже весной 2026 года.

Министерство энергетики США (DOE) обнародовало условный отбор для пионерских экспериментов 1 июля, назвав их « первыми в своем роде в мире» и ключевым шагом на пути «ускоренного внедрения американских микрореакторных технологий» на фоне растущего спроса на «более обильную, доступную и надежную энергию».

Компания Westinghouse, базирующаяся в Этне, штат Пенсильвания, проведет испытания своего микрореактора eVinci — портативной концепции мощностью до 5 МВт, которую она готовит к выходу на рынок к 2027 году. Коммерческий микрореактор с тепловыми трубками и охлаждением предназначен для широкого спектра применений: от энергоснабжения удаленных населенных пунктов до горнодобывающей промышленности и центров обработки данных.

Компания Radiant Industries из Эль-Сегундо, Калифорния, проведет испытания подразделения разработки Kaleidos для усовершенствования коммерческой конструкции микрореактора Kaleidos Battery. Компания Radiant, основанная в 2019 году бывшими инженерами SpaceX , разрабатывает конструкцию высокотемпературного газового охлаждения (HTGR) мощностью 1,2 МВт, в которой будет использоваться топливо TRISO, гелиевый охладитель и графитовый замедлитель. « Kaleidos рассчитан на работу в течение пяти лет до заправки и может обеспечить надежное резервное питание для больниц, военных объектов и т. д.», — отметили в INL.

Первые эксперименты в DOME

Эта мера знаменует собой большой шаг для DOME, одного из двух новых испытательных стендов , которые INL разрабатывает для поддержки испытаний усовершенствованных реакторов с использованием топлива. Как сообщили POWER представители DOE , объект предназначен для предоставления разработчикам реакторов частного сектора гибкой и безопасной платформы для генерации критически важных данных о производительности и безопасности, проверки систем в условиях эксплуатации и предоставления технических доказательств для поддержки будущего лицензирования. Управляемый Национальным центром инноваций в области реакторов (NRIC), испытательный стенд предназначен для заполнения давнего инфраструктурного разрыва между концептуальной разработкой и коммерческим развертыванием.

Во вторник Министерство энергетики США заявило, что выбрало Westinghouse и Radiant для руководства первыми испытательными кампаниями микрореакторов в DOME через конкурсный процесс подачи заявок, запущенный в 2023 году. Обе компании были среди трех первоначальных получателей — вместе с Ultra Safe Nuclear Corp. — совокупной суммы в размере 3,9 млн долларов в октябре 2023 года в рамках программы DOE по предварительному проектированию и экспериментальному проектированию (FEEED). Эта фаза поддерживала предварительную проектную, инженерную и документальную работу по безопасности, необходимую для подготовки к возможным испытаниям с топливом.

В ноябре 2024 года DOE выделило второй раунд финансирования на общую сумму 5 миллионов долларов, что позволило Westinghouse и Radiant перейти к фазе детального проектирования и планирования экспериментов (DEEP). Следующий шаг включает разработку предварительного документированного анализа безопасности (PDSA) — важнейшего предварительного условия DOE перед изготовлением и установкой реактора в DOME. « Обе компании в настоящее время работают над многоэтапным процессом получения разрешения DOE для поддержки проектирования, изготовления, строительства и испытаний каждого эксперимента с топливным реактором», — отметили в INL.

На данный момент DOE оценивает, что каждый эксперимент с реактором DOME будет длиться до шести месяцев. «Кампании по испытаниям финансируются заявителями самостоятельно, а последовательность экспериментов определяется на основе нескольких критериев, включая готовность технологий, доступность топлива и план одобрения регулирующих органов», — отметили в INL. «Ожидается, что обе компании будут соблюдать определенные этапы в ходе всего процесса, чтобы сохранить отведенное им время в DOME и обеспечить эффективное использование испытательного стенда».

Агентство официально закрыло первый раунд подачи заявок на DOME 19 июня 2025 года. Ожидается, что второй раунд подачи заявок откроется в 2026 году. « Процесс рассмотрения будет проводиться ежегодно для рассмотрения новых заявителей, меняющихся условий и приоритетов Министерства энергетики», — заявили в Министерстве энергетики.

Экосистема сквозного тестирования

Объект DOME, который перепрофилирует культовую 80-футовую конструкцию из стали и бетона экспериментального реактора-размножителя II (EBR-II), модернизируется с помощью модернизированных электрических, механических и систем HVAC для размещения микрореакторов мощностью до 20 МВт. Ограничение мощности позволяет DOE классифицировать DOME как ядерный объект категории опасности 2, по сути, позволяя проводить испытания на критичность, сохраняя при этом объект в пределах нормативных пороговых значений безопасности и экологического надзора. NRIC сообщает о быстром прогрессе в строительстве DOME с момента его запуска в октябре 2023 года. Работы включали установку диспетчерской, снос и модернизацию конструкции EBR-II, подземных трубопроводов, подготовку площадки для оборудования и изготовление ключевых проходок и люков. Испытательный стенд «находится на пути к проведению первого эксперимента в начале 2026 года», — заявила INL во вторник.

В то время как DOME предназначен для поддержки экспериментальных реакторов, использующих высокопробный низкообогащенный уран (HALEU), он включает в себя инфраструктуру, адаптированную для ряда методов охлаждения реактора и условий эксплуатации. Согласно спецификациям NRIC, объект будет иметь около 65 футов площади пола, люк размером 15 на 17 футов и проходки для технологических соединений и первичных систем охлаждения. Он также оснащен 75-тонным полярным краном, интегрированным классом безопасности и выделенным каналом, соединяющимся с отдельной контрольной комнатой разработчика. Установленное охлаждение окружающей среды изначально будет рассчитано на 300 кВтт с возможностью расширения до 500 кВтт. Объект включает в себя электроснабжение 480 В/400 А, опорные зоны для внешнего оборудования реактора и совместимость с транспортными контейнерами ISO-668 длиной до 40 футов.

Наряду с испытаниями DOME, NRIC развивает Лабораторию по эксплуатации и испытаниям в Соединенных Штатах (LOTUS) , современный, нетопливный испытательный стенд, разработанный для поддержки экспериментальной проверки современных реакторных систем, включая те, которые предназначены для космических и морских применений. Объект будет расположен в Комплексе материалов и топлива INL, чтобы использовать инфраструктуру исторического здания реактора нулевой мощности и предложить камеру радиологического ограничения диаметром 50 футов с углубленной ямой, мостовым краном и туннелем доступа 13 на 13 футов для работы с оборудованием. NRIC заявляет, что будет поддерживать демонстрации реакторов с проектной мощностью до 500 кВт и обеспечивать тестирование реальных систем в рамках ряда концепций малых модульных реакторов и микрореакторов.

Ожидается, что первым пользователем LOTUS станет Molten Chloride Reactor Experiment (MCRE), совместный проект под руководством Southern Co., TerraPower и INL. Окончательное проектирование LOTUS было завершено в 2024 году, а строительство может начаться в 2026 финансовом году. В дополнение к гибким конфигурациям систем терморегулирования и управления LOTUS предоставит разработчикам доступ к инфраструктуре поддержки мирового класса INL для синтеза топлива, послереакторного исследования и анализа компонентов, что делает его еще одним потенциально важным этапом для проверки производительности и безопасности новых концепций реакторов перед переходом к испытаниям с топливом на таких объектах, как DOME.

Тем временем DOE также продвигает проект Microreactor Application Research Validation and Evaluation (MARVEL) на испытательном полигоне переходных реакторов INL. MARVEL, 20-киловаттный натрий-калиевый микрореактор, должен начать работу к концу 2027 года и будет служить маломощным испытательным стендом для демонстраций интегрированных систем, включая автономные элементы управления, приложения технологического тепла и интерфейсы микросетей . В июне INL призвал частный сектор к участию , пригласив разработчиков, национальные лаборатории и заинтересованные стороны, заинтересованные в использовании возможностей платформы для краткосрочных инноваций в области микрореакторов.