Натан Мирвольд и Четвертое поколение

Натан Мирвольд любит решать сложные задачи[551] – возможно, больше, чем что-либо другое на свете. Он поступил в колледж, когда ему было четырнадцать, а окончил Принстонский университет – с тремя степенями магистра и степенью доктора философии – в двадцать три. После этого провел год со Стивеном Хокингом, изучая космологию, после чего стал знаменитым палеонтологом, завоевал несколько наград на фотоконкурсах и стал шеф-поваром высокой кухни – и все это в свободное от работы время. Работал же Мирвольд главным технологом Microsoft и ушел в отставку, заработав состояние, которое, по выражению журнала Fortune,[552] «насчитывает не меньше девяти цифр». После этого он стал одним из основателей компании – акселератора инноваций Intellectual Ventures, но и это было только разминкой. «С моей точки зрения, основная проблема, которую нам нужно решить в этом столетии, – это как распространить американские достижения в области неуглеводородной энергетики на весь мир, – говорит он. – Это серьезнейший энергетический вызов».

Мирвольд не ошибается. Земная цивилизация в настоящий момент потребляет 16 тераватт-часов энергии[553] – в основном получая ее из углеводородных источников. Если мы серьезно настроены на борьбу с энергетической нищетой и на повышение глобальных стандартов жизни, то мы должны в три – а возможно, и в четыре – раза увеличить этот объем в ближайшие двадцать пять лет. Но если мы при этом хотим также стабилизировать количество CO₂ в атмосфере и остановить его на уровне 450 частиц на миллион[554] (это считается количеством, при превышении которого могут произойти катастрофические необратимые изменения климата), нам нужно сделать так, чтобы 13 из этих 16 тераватт-часов были «чистыми». Иными словами: каждый год мы, люди, выбрасываем в атмосферу почти 26 миллиардов тонн CO₂, то есть около 3,7 т на каждого человека на планете.[555] У нас есть чуть больше двух десятилетий, чтобы сократить это число практически до нуля и в то же время увеличить производство глобальной энергии,[556] чтобы удовлетворить потребности «восходящего миллиарда».

Многие считают, что солнечная энергия станет повсеместно доступной и появятся способы ее хранить,[557] так что с помощью Солнца мы сможем удовлетворять свои потребности в возобновляемой энергии. Но есть и другие, включая Мирвольда, которые уверены, что нам нужно прибегнуть к другому источнику – атомной энергетике. На самом деле это мнение никогда еще не было так популярно.

Его разделяла и администрация Джорджа Буша-младшего,[558] и администрация Обамы.[559] В пользу атомной энергетики высказываются такие серьезные экологи, как[560] Стюарт Бранд, Джеймс Лавлок и Билл Маккиббен. Это мощное лоббирование в пользу вида энергии, который раньше так же страстно отвергали, озадачивает людей – но в основном потому, что они основывают свое мнение на фактах сорокалетней давности. Говорит Том Блис,[561] автор книги «Рецепт для планеты: безболезненное излечение наших кризисов в энергетике и экологии» (Prescription for the Planet: The Painless Remedy for Our Energy and Environmental Crises):

Большинство противников атомной энергетики вспоминают об аварии на АЭС Три-Майл-Айленд в 1970-х годах, после чего развитие этой индустрии в США было заморожено. Но исследования не прекратились – прекращено было лишь новое строительство. Мы на два поколения ушли от тех ранних технологий – и они с тех пор претерпели гигантские изменения.

Ученые классифицируют атомную энергетику по поколениям реакторов. Реакторы I поколения были построены в пятидесятые-шестидесятые годы;[562] ко II поколению относятся все реакторы, работающие в США сегодня. Реакторы поколения III значительно дешевле и безопаснее, чем предшественники, но наиболее мощной поддержкой пользуются технологии IV поколения. Причина понятна – эти технологии были специально разработаны, чтобы решить все проблемы, которые долгое время ассоциировались с атомной энергетикой: безопасность, стоимость, эффективность, радиоактивные отходы, дефицит урана и даже угроза терроризма, – не создавая при этом новых проблем.

Существуют два основных варианта реакторов IV поколения. Первый – это реакторы на быстрых нейтронах, имеющие более высокую температуру активной зоны,[563] поскольку нейтроны там движутся быстрее, чем в традиционных реакторах на тепловых нейтронах. Второй вариант – это жидкосолевые реакторы.[564] И те, и другие могут использовать уран-238 и торий, которого на Земле в четыре раза больше, чем урана, и который не оставляет долгосрочных радиоактивных отходов.

Общее правило технологий IV поколения[565] – они «пассивно безопасны», то есть в случае нештатной ситуации способны остановить процесс самостоятельно, без участия человека. Большинство быстрых реакторов, например, используют в качестве теплоносителя расплавленный металл. Когда расплав перегревается, он расширяется, плотность расплава падает и реакция замедляется. По словам ядерного физика из Аргоннской национальной лаборатории Джорджа Стэнфорда, активная зона реактора IV поколения не может расплавиться:[566]

Мы это точно знаем, потому что во время публичных демонстраций Аргоннская лаборатория в точности воссоздала условия, которые привели к авариям на Три-Майл-Айленд и в Чернобыле, – и ничего не случилось.

Но больше всего энтузиазма у многих вызывают так называемые «реакторы у вас во дворе».[567] Эти небольшие модульные ядерные реакторы замкнутого цикла, которые производятся фабричным способом (что делает их дешевле). Они полностью запечатаны и разработаны с таким расчетом, чтобы служить в течение десятилетий без технического обслуживания. Несколько знакомых лиц – такие компании, как Toshiba или Westinghouse, – а также некоторое количество новичков, среди них TerraPower – компания Натана Мирвольда,[568] – пришли в этот бизнес из-за огромного потенциала подобных устройств.

Пригласив в качестве соинвесторов Билла Гейтса и венчурного капиталиста Винода Хослу, Мирвольд основал Terra-Power, чтобы разработать и вывести на рынок реактор на бегущей волне (traveling wave reactor, TWR), который он описывает как «самый простой в мире пассивный реактор-размножитель на быстрых нейронах». В TWR нет движущихся деталей, он не может расплавиться и способен безопасно работать в течение более пятидесяти лет, самым буквальным образом без всякого человеческого вмешательства. И при этом не требует ни дальнейшей утилизации отработанного топлива, ни его переработки, ни каких-либо сооружений для хранения радиоактивных отходов. Более того, сам корпус реактора служит надежным резервуаром для захоронения. По сути дела, TWR – это источник энергии в духе «построить и забыть», что делает его идеально подходящим для развивающихся стран.

Конечно, для удовлетворения энергетического голода третьего мира потребуются десятки тысяч таких мини-электростанций. Мирвольд осознает масштаб проблемы, но замечает:

Если мы собираемся достигнуть нашей цели – энергетического изобилия, то самый большой прирост понадобится в таких регионах, как Африка или Индия. Именно потому мы и разрабатываем эти реакторы – безопасные, легкие в управлении и легко тиражируемые. Мы просто обязаны сделать так, чтобы они были пригодны к использованию для развивающихся стран.

Важны и преимущества для окружающей среды, которые сулит эта технология:

Мы можем обеспечивать мир энергией в течение следующей тысячи лет, просто сжигая обедненный уран и отработанные топливные стержни, которые мы сегодня храним штабелями.

Когда же мы сможем увидеть первый такой реактор? Мирвольд хочет, чтобы демонстрационная версия заработала уже в 2020 году. Если это план осуществится, то TerraPower получит огромное преимущество: большинство реакторов IV поколения, по-видимому, выйдут на рынок не раньше 2030-го. И, что еще более важно, Мирвольд убежден, что энергия TWR может продаваться дешевле, чем угольная, – и именно это позволит ей распространиться по всему миру.