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.
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.