В 2027 году Китай запускает первый в мире мегаваттный ADS (Accelerator-Driven System), управляемый ускорителем подкритический реактор на отработанном ядерном топливе.
Система ADS совмещает в себе ускоритель и реактор, близкий к технологиям IV поколения. Часть вырабатываемой энергии запитывает ускоритель, а тот поддерживает реакцию деления.
Самое главное, что ADS принимает топливо на основе радиоактивных отходов, тория-232, природного урана-238. Так мы получаем сразу несколько преимуществ и решаем главные проблемы современной ядерной энергетики:
Утилизация отходов от обычных АЭС.
Огромный запас топлива. Запасы тория в земной коре в 3–4 раза превышают запасы урана, а природные изотопы составляют более 99% запасов урана и сейчас не используются напрямую. Грубо говоря, ADS в сто раз увеличит коэффициент использования уранового топлива и обеспечит энергопотребление человечества на тысячу лет.
Сильно уменьшается риск неконтролируемой цепной реакции, поскольку эффективный коэффициент размножения нейтронов меньше единицы:
.
Китайский реактор разработан исследователями Китайской академии наук (CAS) совместно с государственными ядерными предприятиями. Посмотрим, как он работает.
Что такое ADS
Управляемый ускорителем подкритический реактор — это реактор, в конструкцию которого входит активная подкритическая зона ядерного реактора и высокоэнергетический линейный ускоритель протонов (линеак). Такой ядерный реактор в качестве топлива может использовать торий.
Слово «подкритический» означает, что нейтронная мощность реактора после затухания переходных процессов будет уменьшаться. Другими словами, реактор не способен самостоятельно поддерживать цепную реакцию деления атомов, его 
. Такому реактору нужен дополнительный источник нейтронов, для чего и используется ускоритель. Концепция достаточно простая:
Для примера, так выглядит проект японской жидкометаллической ядерно-энергетической установки JAEA-ADS:
Большинство ADS предполагают использование протонных ускорителей, которые обеспечивают непрерывные пучки с энергией около 1 ГэВ. Ускоритель может быть линейным или циклическим. В реальных проектах (см. ниже) используются обычно линейные протонные ускорители мощностью до 100 МВт и КПД до 50%.
Протоны выводятся на спаляционную мишень для производства нейтронов (spallation target на схеме). Мишень состоит из тяжёлого металла в твёрдом или жидком состоянии. На каждый падающий протон спалляционные реакции в мишени выпускают несколько десятков нейтронов, которые используются для управления подкритическим ядром.
ADS может быть спроектирован для работы как с тепловыми, так и с быстрыми нейтронами.
Преобразование энергии в ядерной энергетической системе с ускорителем аналогична обычной электростанции. Но в системе c ускорителем энергия, которая возвращается в ускоритель, снижает чистую электрическую эффективность. Для ADS с коэффициентом размножения нейтронов 0,95 снижение составляет около 12%. Это означает, что система с ускорителем выбрасывает больше тепла в атмосферу, чем обычная АЭС такой же мощности.
Тем не менее, основными преимуществами ADS считаются повышенная безопасность и экологичность, в том числе низкая радиоактивность отходов с меньшим периодом полураспада. И самое главное преимущество — огромный избыток топлива (урановая руда и торий) «на тысячи лет», как говорится в официально-презентационных статьях.
Эти преимущества относятся ко всем видам ADS, в том числе реакторам с трансмутацией долгоживущих отходов, а также реакторам на тории. Упомянутый китайский реактор относится к первому типу, но есть и другие проекты.
Нужно признать, что у ADS есть ряд технических и эксплуатационных недостатков. Есть проблемы, связанные с сопряжением ускорителя и реактора, потерей мощности пучка и др. Особое внимание следует уделить мишени и особенно окну пучка, так как эти компоненты подвергаются сложным условиям напряжения, коррозии и облучения, которые не встречаются в обычных реакторах. А ещё сверхпроводящие резонаторы, прецизионные магниты, различное электронное оборудование. На обычных АЭС такого нет.
Однако техническая сложность ADS перекрывается его достоинствами.
По состоянию на 2022 год в мире насчитывалось девять проектов ADS в стадии проектирования или строительства:
Все проекты отличаются по конструкции линейного ускорителя и прочим характеристикам:
На схеме три самых продвинутых проекта ADS в мире, которые ближе всех приблизились к стадии реального запуска. Среди них CiADS активно движется к этапу физического пуска демонстрационной установки, европейский MYRRHA перешёл к созданию первой фазы ускорительного комплекса, а для японского JAEA-ADS пока только производят и тестируют отдельные компоненты.
Основные характеристики проектов:
Китайский CiADS продвинулся дальше всех. Его запуск назначен на 2027 год.
Китайский проект CiADS
Китайская установка China initiative Accelerator Driven System (CiADS) станет первым в мире прототипом системы мегаваттного класса, сообщило официальное издание Китайской академии наук Science and Technology Daily в феврале 2026 года.
Исследовательский центр CiADS строят в городе Хуэйчжоу провинции Гуандун на юге Китая. На момент публикации статьи на площадке выполнялись установка сверхпроводящего ускорительного блока и ввод в эксплуатацию первого китайского криогенного холодильника на жидком гелии c холодопроизводительностью 18 кВт, а также интегрированного устройства для проверки неядерных процессов в реакторе на быстрых нейтронах на свинце и висмуте.
Однако из-за чрезвычайно высокой технической сложности ни один ADS промышленного уровня в мире ещё не запущен. Китайский CiADS может стать первым.
Строительство CiADS началось с ускорителя. После десяти лет разработки в 2021 году физики наконец-то запустили прототип сверхпроводящего линейного ускорителя ADS (расчётная энергия 20 МэВ), впервые в мире достигнув непрерывного ускорения протонного пучка с током 10 мА и стабильной работы на мощности 100 кВт в течение 100 часов. Это был первый случай, когда интенсивность тока сверхпроводящего ускорителя достигла уровня, пригодного для промышленного применения. В том же году началось строительство CiADS в Хуэйчжоу.
Ускоритель CiADS разгоняет более 300 трлн протонов в секунду до 0,8 скорости света, бомбардируя жидкий сплав свинца и висмута, чтобы произвести огромное количество нейтронов, которые превращают уран-238 в плутоний-239.
Перед установкой сверхпроводящая полость ускорителя и сверхпроводящие магниты проходят множество процессов для достижения «идеальной» чистоты поверхности: химическое травление, электрохимическая полировка, ультразвуковая очистка, промывка сверхчистой водой под давлением 100 атмосфер и, наконец, сборка в сверхчистом помещении. Чтобы предотвратить поднятие пылинок, монтажники работают очень медленно, как в замедленной киносъёмке.
Ядерные реакторы IV поколения
ADS принадлежит к числу ядерных реакторов IV поколения. По классификации Всемирной ядерной ассоциации, сюда относятся шесть технологий:
газоохлаждаемый быстрый реактор (GFR);
быстрый реактор со свинцовым охлаждением (LFR);
-
жидкосолевой реактор (MSR);
жидкосолевой реактор с быстрыми нейтронами (MSFR);
реактор с повышенной температурой (AHTR), также известный как высокотемпературный реактор с охлаждением фторидной солью (FHR);
быстрый реактор на натриевом охлаждении (SFR);
реактор с водяным охлаждением в сверхкритическом состоянии (SCWR);
реактор на очень высоких температурах (VHTR).
В качестве топлива всё активнее используется торий. Сейчас в мире работает несколько экспериментальных ториевых реакторов. В основном это жидкофторидные реакторы типа LFTR. К ним примыкает китайский жидкосолевой реактор TMSR-LF1 на 2 МВт тепловой мощности, где в качестве топливной соли используется литий-бериллиевый фторид с фторидами циркония, урана и тория.
Среди экспериментов на торие и обеднённом уране можно упомянуть эксперимент Molten Chloride Reactor Experiment (MCRE) в Национальной лаборатории Айдахо (США).
В процессе формирования топлива более 90% уранового сырья (обеднённый уран) превращается в пригодную для использования топливную соль. Реактор MCRE должен начать работу в 2028 году.
Что имеем в итоге
Считается, что ADS и другие реакторы IV поколения — ключ к преодолению существующих узких мест ядерной энергетики:
Более 99% природного урана не используется напрямую.
Большое количество трудноутилизируемых «ядерных отходов».
ADS решает эти проблемы. С одной стороны, нейтроны из ускорителя запускают реакцию деления в природном уране. С другой стороны, долгоживущие высокорадиоактивные нуклиды из ядерных отходов преобразуются в короткоживущие, низкорадиоактивные и стабильные нуклиды. Это идеальный подход к созданию ядерного топлива и обработке отходов.
Возможно, будущее всё-таки за ядерной энергетикой. Всё-таки реактор — более стабильный источник энергии, чем солнечные и ветряные станции. Но придётся строить много ускорителей, так что профессия ядерного физика станет очень актуальной.
© 2026 ООО «МТ ФИНАНС»
Комментарии (39)
MaximArbuzov
21.09.2026 09:09Интересно, начнут ли производить золото на подобных реакторах.
Возможно, будущее всё-таки за ядерной энергетикой. Всё-таки реактор — более стабильный источник энергии, чем солнечные и ветряные станции.
На данный момент солнечная энергетика дешевле ядерной. И эта разница, скорее всего, останется в будущем.
dekeyro
21.09.2026 09:09Дешевле в каких условиях? все же геолокация, условия по работе - сильно меняют стоимость.
MaximArbuzov
21.09.2026 09:09все же геолокация, условия по работе - сильно меняют стоимость.
Сильно, это сколько?
Например, разница между Москвой и Каиром по количеству солнечных часов всего лишь в два раза.
Survtur
21.09.2026 09:09А по энергии на м2? Летом разница 15%. Зимой - разница троекратная!
MaximArbuzov
21.09.2026 09:09Да, сезонность в более высоких широтах повыше будет.
Но это не проблема, если не приближаться к полярным кругам.
vanxant
21.09.2026 09:09Многолетнее среднее количество солнечных часов в Москве в декабре - 2. Не дня. Два часа. Не в день. За весь декабрь. Чё как там в Каире с этим делом?
MaximArbuzov
21.09.2026 09:09Википедия говорит, что 18 часов. В Каире – 198, в Хабаровске – 145.
И нужно учитывать, что фотовольтаика хоть что-то вырабатывает в облачную погоду тоже.vanxant
21.09.2026 09:09Не знаю за википедию, но в прошлом декабре их было 5.
В наших широтах из альтернативки рулит ветер
MaximArbuzov
21.09.2026 09:09Долгота тоже важна для солнца. Чем восточнее от океана, тем больше солнца.
Aleksandr_Lar
21.09.2026 09:09>На данный момент солнечная энергетика дешевле ядерной.
Что дешевле: запитать дата-центр (или возьмём чего похуже - ГОК) от АЭС с одной ГЭС на подхвате или запитать тот же дата-центр (или опять же ГОК) от "солнечной энергетики"?
MaximArbuzov
21.09.2026 09:09Что дешевле: запитать дата-центр (или возьмём чего похуже - ГОК) от АЭС с одной ГЭС на подхвате или запитать тот же дата-центр (или опять же ГОК) от “солнечной энергетики”?
Я думаю, будут различные типы электрогенерации – солнце, атом, на химическом топливе, гидро и немного ветряков.
А потребитель будет сам решать, нужна ли ему стабильная поставка электричества.
nixtonixto
21.09.2026 09:09Альтернативная энергия дешевле только для случая, когда она вам нужна только пока светит солнце. Если же завод или дата-центр должен работать круглосуточно, то это тянет за собой накопители и энергомосты к соседним странам и даже континентам. И чем больше вы ставите альтернативной генерации, тем больше вам нужно строить традиционной с горячим стартом - чтобы она могла быстро заместить альтернативную при неблагоприятных условиях. И ещё придумывать для потребителей динамические тарифы на электроэнергию, вплоть до отрицательных цен (когда электростанция платит потребителям за то, что они берут излишки генерации).
MaximArbuzov
21.09.2026 09:09И чем больше вы ставите альтернативной генерации, тем больше вам нужно строить традиционной с горячим стартом - чтобы она могла быстро заместить альтернативную при неблагоприятных условиях.
Не думаю, что это какая-то проблема. Традиционная на углеводородах в разы дешевле, чем атомная.
И ещё придумывать для потребителей динамические тарифы на электроэнергию, вплоть до отрицательных цен (когда электростанция платит потребителям за то, что они берут излишки генерации).
Уже давно придумано и применяется.
Отрицательные цены – явление временное, как мне кажется.nixtonixto
21.09.2026 09:09Традиционная на углеводородах в разы дешевле, чем атомная.
Дешевле, если она работает круглосуточно на оптимальном режиме, да ещё кроме электричества поставляет в дома горячую воду. Если же она половину времени стоит с котлом на грани кипения, ожидая, когда просядет альтернативная генерация - то её энергия дорожает в разы.
Уже давно придумано и применяется.
Я это называю "казино" - когда в этом месяце потребил столько же кВт*ч, а заплатить можешь в 2 раза больше, или меньше. В зависимости от того, насколько удачно ловил тарифы. Когда цена кВт*ч плавает от отрицательных значений до десятков центов.
MaximArbuzov
21.09.2026 09:09Дешевле, если она работает круглосуточно на оптимальном режиме, да ещё кроме электричества поставляет в дома горячую воду. Если же она половину времени стоит с котлом на грани кипения
Это похоже на угольную генерацию. Я же имел ввиду генерацию на газу или на жидком топливе.
то её энергия дорожает в разы
Я имел ввиду не цену энергии, а капитальные затраты.
Я это называю “казино” - когда в этом месяце потребил столько же кВт*ч, а заплатить можешь в 2 раза больше, или меньше.
Можно выбрать фиксированный тариф и платить одинаково каждый месяц. В таком случае "играть в казино" будет поставщик.
Bedal
21.09.2026 09:09Учитывая, что ускоритель в (почти уже реальной) перспективе можно заменить на ТЯ-зажигалку, это очень и очень перспективный подход.
ТЯ-зажигалка, конечно, подороже "простого" ускорителя, но зато и список того, что можно делить в А-части, значительно расширится. Что ещё во многие разы увеличит ресурсы по топливу и одновременно снизит объём и опасность отработки.
Radisto
21.09.2026 09:09С ядерной зажигалкой можно обедненным ураном питать в глубоко подкритическом режиме и не мучиться. Еще и плутоний будет нарабатываться. Главное много не наработать, чтобы он к критическому режиму не подобрался
Bedal
21.09.2026 09:09можно на лету его и выжигать там же, на месте. Чего-чего, а нейтронов от зажигалки будет достаточно, и спектр мощности можно делать нужный.
Denis_Chernyshev
21.09.2026 09:09Интересная концепция, но нужен же линак, который в промышленном режиме должен непрерывно пахать хотя бы год между ТО. А тут и сверхчистая камера, и сверхпроводники с криогеникой, и нетипично большой ток. И при этом энергоустановка такой малой мощности должна быть очень экономична в плане расходов на персонал и текущее обслуживание.
pborodin
21.09.2026 09:09Так ускоритель Богомолова как раз создаёт высокоэнергетические протоны, которые можно использовать в реакторах с обычным ураном и с отработанным топливом. Острецов из каждого утюга об этом вещает который год. Китай уже экспериментальные реакторы строит.
jorgvonfrundsberg
21.09.2026 09:09А в чем преимущество у протонов перед альфа-частицами в таком случае? Ведь помнится что самым первым инициатором спецБЧ были гранулы полония-210 (очень чистая альфа), завернутые в бериллиевую фольгу. И из бериллия уже летели нейтроны.
MaximArbuzov
21.09.2026 09:09Протоны намного доступнее. Альфа – это гелий, который добыть нужно, а протоны – всего лишь водород, который есть везде.
vanxant
21.09.2026 09:09Т.е. сначала превращаем торий-232 в уран-233, а уран-238 в плутоний-239, и только потом делим нечётные изотопы. Необходимость внешней накачки это конечно большой бонус с точки зрения безопасности, но, думается, наработка плутония сводит экономические плюсы на нет (сейчас стоимость АЭС это в первую очередь стоимость многочисленных систем безопасности и 100500 сертификаций с согласованиями). При этом создать ускоритель для 1 ГВт-реактора за разумные деньги это та ещё инженерная задачка. Но, в общем, удачи китайским товарищам.
jorgvonfrundsberg
21.09.2026 09:09торий-232 в уран-233, а уран-238 в плутоний-239,
Разные Гасан-Абдурахман ибн Хоттабычи будут ну оооочень рады такому процессу во имя Аллаха
vanxant
21.09.2026 09:09Особенно с учётом того, что ускоритель, а с ним и реактор, можно многократно выключать. Потому как главное в производстве оружейного плутония - вовремя вынуть. Потому что дальше 239Pu превращается в 240Pu, который нейтронный яд.
PS. Хотя на быстрый нейтронах 240 сам отлично делится.
MaximArbuzov
21.09.2026 09:09Необходимость внешней накачки это конечно большой бонус с точки зрения безопасности, но, думается, наработка плутония сводит экономические плюсы на нет
Наработка плутония происходит и на обычных АЭС тоже. Это такая особенность ядерной энергетики, и она является проблемой в смысле нераспространения для любых АЭС.
vanxant
21.09.2026 09:09Ну почему, на чистом 235U наработки плутония не происходит:) Хоттабычам, опять же, удобно - сразу чистый оружейный уран:)
MaximArbuzov
21.09.2026 09:09Возможно, будущее всё-таки за ядерной энергетикой.
Не разделяю это мнение.
Будущего не будет.Будущее будет
поделено между различными способами генерации.
Будет дешёвое прерывистое электричество и дорогое гарантированное электричество.А чтобы будущее досталось чему-то одному, нужно, чтобы это что-то было лучше по всем параметрам. Иначе будет разделение на ниши.
Например, ЖК мониторы (LCD) по всем параметрам лучше ЭЛТ (CRT) мониторов. Есть ли сейчас ниша для ЭЛТ мониторов?
Markscheider
Немного не хватило инфы о том, что именно будет у этого нового реактора на выходе.
Mih-mih
Ну как же: “Ускоритель CiADS разгоняет более 300 трлн протонов в секунду до 0,8 скорости света, бомбардируя жидкий сплав свинца и висмута, чтобы произвести огромное количество нейтронов, которые превращают уран-238 в плутоний-239.” Так что да, перспективная штука )
Aleksandr_Lar
Не, не, вопрос в первую очередь о мощности энергоблока, сколько ожидаемая? 1 ГВт? Больше? Меньше?
leen_vl
Мегаваттного класса. В табличке 30-50 МВт - максимальные мощности таких реакторов. Из бонусов - всеядность и пассивность. Если его можно заставить работать на тории, которого целые пляжи, да еще и с положительным выходом энергии, это неплохое решение для удаленных мест. Даже 10 тепловых МВт это вполне неплохо для какого-нибудь Певека, учитывая полную подкритичность ядра.
oleg_km
Только почему-то в Певеке ЧЭК как дымил, так и дымит. Говорят на всякий случай
Javian
Оружейный плутоний еще как перспективен.