Реактор, который сам сжигает топливо экспресс
Обычный ядерный реактор похож на котёл, где топливо сгорает равномерно по всему объёму. Здесь другая картина: по цилиндрическому стержню из карбида урана медленно ползёт волна деления — узкая зона, где атомы расщепляются и выделяют тепло. Впереди волны топливо ещё не тронуто, позади — уже отработало. Так огонь бежит по фитилю свечи, оставляя за собой воск.
Главная хитрость — в спектре нейтронов. В обычных быстрых реакторах нейтроны очень энергичны и быстро портят стенки и механизмы. Здесь спектр смягчён: пик приходится на 20–50 тысяч электронвольт (для сравнения, энергия нейтрона в таком диапазоне в сотни раз меньше, чем в типичном быстром реакторе). Это снижает радиационное повреждение материалов более чем на порядок. Дополнительно топливо медленно движется относительно стенок канала с помощью гидравлической системы, так что одна и та же точка стенки не облучается всё время.
Такой реактор — прототип одноканального устройства цилиндрической симметрии. Он не требует сложных систем перегрузки и позволяет использовать уран гораздо полнее, чем обычные реакторы на тепловых нейтронах. Если опытный образец подтвердит расчёты, человечество получит источник энергии, который сам «доедает» своё топливо, оставляя меньше отходов.
Оригинальная аннотация
как её написали авторы, на английском arXiv:2603.28833
This paper presents the principle scheme of the prototype of the fast single channel reactor operating in the traveling wave fission mode on the soft fast neutron spectrum. The reactor design has cylindrical symmetry. The problem of the radiation resistance construction materials in this experimental reactor is solved by the base proposals published by the authors of this article. The traveling wave fission mode is realised by the neutrons with the softened fast spectrum. The neutron spectrum peaks is in range 20000 - 50000 eV. That reduces the neutron impact on construction materials more than an order of magnitude. To further reducing neutron impact on construction materials in the reactor using elements of the hydravlic fuel handling system for nuclear fuel movement relative to the fuel channel walls. The nuclear fuel in which the fission wave travels is the cylindrical uranium dicarbide.
Волна деления в таком реакторе движется со скоростью несколько сантиметров в год — медленнее, чем растут ногти.
Идея самоподдерживающейся волны деления напоминает вымышленный «атомный пожар» из романа Ларри Нивена «Мир-Кольцо», но здесь всё по-настоящему и под контролем.