Молодая китайская компания из Пекина сообщила, что вскоре будет готова выпустить атомный источник питания для электроники. С его помощью дроны будут летать сколь угодно долго, смартфоны никогда не разрядятся, а роботы с ИИ заживут собственной жизнью. И всё бы хорошо, только мы уже не раз слышали о таких батареях, но всё ещё не видим их в живой природе.

Источник изображения: Betavolt

Компания Betavolt утверждает, что созданный ею 3-вольтовый прототип атомной батарейки меньше монеты будет работать 50 лет. Размеры элемента составляют 15 × 15 × 5 мм, а выдаваемая им мощность равна 100 мкВт (0,0001 Вт). Батарея якобы уже передана клиентам для изучения, а по-настоящему мощный 1-Вт элемент будет представлен в 2025 году. Сообщается, что аккумулятор будет полностью безопасным, так как на него не будут влиять температура воздуха и другие факторы. Также отмечается, что проблем с утилизацией быть не должно — к концу эксплуатации почти все радиоактивные элементы попросту распадутся.

Эта разработка, как и множество других подобных в США, России и в других странах, использует источник изотопов, который выделяет энергию при радиоактивном бета-распаде. У таких батарей низкий КПД на уровне единиц процентов, но работать они могут десятилетиями, поэтому, например, нашли применение в качестве бортовых систем питания межпланетных станций, которые направляются вглубь Солнечной системы.

Пригодные для использования в массовой электронике портативные прототипы атомных бета-гальванических батарей безуспешно пытаются создать в США, России и не только. Они безопасны, но достаточной для работы тех же смартфонов мощности ещё никто из разработчиков не выжал. Китайская Betavolt тоже этого не сделала и обещает революцию завтра, а не сегодня. Хотелось бы в это верить.

В основе атомной батарейки Betavolt используется изотоп никель-63 и алмазные полупроводники. В процессе радиоактивного распада он превращается в изотоп медь-64. В природе изотопа никель-63 не существует. Он получается в специальных ядерных реакторах, поэтому цена 1 г изотопа запредельная. Явно не для батареек смартфонов.

ЦОД Microsoft используют огромное количество электроэнергии, поэтому для достижения климатической нейтральности компании требуются чистые источники энергии. Развитие крайне энергоёмкого ИИ значительно усугубляет проблему. Microsoft считает, что ядерные реакторы следующего поколения могут обеспечить энергией её ЦОД и помочь в реализации амбиций в области ИИ. Сейчас компания ищет человека, который «возглавит проектные инициативы по всем аспектам инфраструктуры ядерной энергетики для глобального роста».

Источник изображения: unsplash.com

Ядерная энергетика не создаёт выбросов парниковых газов. Тем не менее, это может открыть ящик Пандоры в случае аварий, не говоря уже об утилизации радиоактивных отходов и сложности логистических цепочек поставок урана. Роль ядерной энергетики в борьбе с изменением климата до сих пор горячо обсуждается, хотя соучредитель Microsoft Билл Гейтс (Bill Gates) давно является большим поклонником этой технологии.

Microsoft планирует развивать направление малых модульных реакторов (SMR). В отличие от своих гораздо более крупных предшественников, SMR значительно проще и дешевле строить. Гейтс является основателем и председателем TerraPower, разрабатывающей проекты SMR, но у компании «в настоящее время нет никаких соглашений о продаже реакторов Microsoft».

Для справки, последний на сегодняшний день крупный ядерный реактор, который будет введён в эксплуатацию в США после семи лет задержек, обошёлся бюджету в более чем $17 млрд. SMR должны обходиться как минимум на порядок дешевле.

Комиссия по ядерному регулированию США недавно впервые сертифицировала проект SMR, что может открыть совершенно новую главу в ядерной энергетике. Основным препятствием к быстрому внедрению SMR является потребность в большем количестве высокообогащённого уранового топлива (HALEU), чем для традиционных реакторов, основным мировым поставщиком которого до сих пор была Россия.

США предпринимают усилия по созданию внутренней цепочки поставок урана, но этому препятствуют активисты с территорий, расположенных вблизи урановых рудников и заводов. Кроме того, до сих окончательно не решён вопрос утилизации ядерных отходов.

Microsoft стремится диверсифицировать свои источники электроэнергии, в частности уже заключена сделка по покупке кредитов на чистую энергию у канадской коммунальной компании Ontario Power Generation, которая собирается развернуть сеть SMR в Северной Америке. Microsoft также планирует в будущем приобретать электроэнергию у компании Helion, которая разрабатывает проект термоядерной электростанции. Одним из сторонников Helion является генеральный директор OpenAI и разработчик ChatGPT Сэм Альтман (Sam Altman).

В отличие от классических ядерных реакторов, генерирующих большое количество радиоактивных отходов, термоядерный реактор может стать реальным источником чистой энергии, благодаря другому принципу работы. К сожалению большинство экспертов уверены, что до создания работающей термоядерной электростанции осталось ещё как минимум несколько десятилетий, а проблемы изменения климата актуальны уже сегодня.

NASA объявило, что генеральным подрядчиком по проектированию, созданию и испытаниям демонстрационной ракеты с атомным двигателем выбрана компания Lockheed Martin. Кроме неё в проекте участвует целый ряд компаний, включая BWX Technologies, которая проектирует атомный тепловой двигатель. Задачей Lockheed Martin станет собрать всё это в виде демонстрационной ракеты и запустить в космос уже через четыре года.

Источник изображения: DARPA

Атомный тепловой двигатель подразумевает разогрев рабочего тела энергией деления ядер. Чаще всего рассматривается разогрев водорода, который может быть в жидком или газообразном состоянии. Атомные тепловые двигатели обещают оказаться от двух до пяти раз лучше по тяге, чем современные химические ракетные двигатели, и они в десятки тысяч раз мощнее, чем электрические двигатели на ионной тяге. Например, с помощью ракеты на атомном двигателе NASA рассчитывает в два раза сократить доставку астронавтов на Марс, что сохранит им здоровье во время полёта в пустоте с сильнейшей радиацией.

Компания Lockheed Martin будет отвечать за интеграцию двигателя и других компонентов в ракету, за проектирование ракеты и изготовление демонстратора, а также за запуск демонстратора в 2027 году. Проектированием атомного теплового двигателя занимается компания BWX Technologies. Ранее для этих целей NASA и DARPA заключали контракты с компаниями Blue Origin, Gryphon Technologies и General Atomics.

Добавим, все контракты и проекты ведутся в целях программы DRACO (Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations), представленной DARPA в 2020 году. У военных США большие планы относительно атомных ракетных двигателей. В частности, такие «долгоиграющие» двигатели необходимы для постоянного патрулирования военными США пространства Земля-Луна. К 2030 году и позже ожидается оживлённое движение кораблей в области до и за Луной, и армия США надеется присутствовать там в полном объёме, чтобы гарантировать безопасность научных и коммерческих миссий.

«Сотрудничество с DARPA и компаниями коммерческой космической отрасли позволит нам ускорить разработку технологий, необходимых для отправки людей на Марс, — сказала заместитель администратора NASA Пэм Мелрой (Pam Melroy). — Эта демонстрация станет важнейшим шагом на пути к достижению наших целей по доставке экипажа в дальний космос с Луны на Марс».

NASA выделяет до $300 млн на реализацию проектов по программе DRACO. В эту сумму входят затраты на проектирование и разработку ядерного двигателя в размере до $250 млн, а также технический надзор и экспертиза со стороны сотрудников агентства.

Подрядчик одной из подведомственных Министерству энергетики США национальных лабораторий и хранилище радиоактивных отходов, управляемое тем же ведомством, в числе прочих структур стали жертвами масштабной кибератаки. В результате была частично взломана сетевая инфраструктура государственных органов США. Об этом сообщает Bloomberg со ссылкой на источник, знакомый с ситуацией.

Источник изображения: Waste Isolation Pilot Plant

В ходе хакерской кампании пострадали многие американские государственные ведомства — участники атаки использовали уязвимости в программном инструменте для сбора информации. Сообщается, что министерство энергетики приняло оперативные меры для предотвращения дальнейшего распространения угрозы и уведомило об инциденте Агентство по кибербезопасности и защите инфраструктуры США (CISA), а также Конгресс США. В настоящий момент ведомство работает с правоохранительными органами и пострадавшими структурами для расследования инцидента и оценки нанесённого ущерба.

Известно, что подрядчик Национальной лаборатории Ок-Ридж, работающей в сфере ядерной энергетики, стал одной из жертв атаки, но представители организации утверждают, что украденные материалы не имеют к ней отношения.

Кроме того, пострадал опытный завод по изоляции отходов — т.н. Waste Isolation Pilot Plant в штате Нью-Мексико. Здесь на большой глубине хранятся ядерные отходы, в том числе от ядерного оружия.

CISA, подведомственное Министерству внутренней безопасности США, подтвердило атаку на несколько ведомств. По данным Bloomberg, за атакой предположительно стоят русскоговорящие хакеры группы Clop, использовавшие уязвимость в приложении для передачи файлов MOVEit.

По предварительным прогнозам, в этом году планируется добавить 54,5 ГВт новых электрогенерирующих мощностей в энергосистему США в 2023 году. 54 % этих мощностей будет приходиться на солнечную энергетику. На втором месте с 17 % окажутся системы аккумулирования энергии. И впервые за 30 лет будут введены в строй два новых атомных энергоблока.

Источник изображения: pexels.com

Несмотря на тенденцию к росту за последнее десятилетие, в 2022 году прирост солнечных мощностей коммунальных предприятий снизился на 23 % по сравнению с 2021 годом. Ожидается, что некоторые из отложенных в 2022 году проектов запустятся в 2023 году, когда разработчики планируют установить в США 29,1 ГВт мощностей солнечной генерации, что более чем вдвое превысит текущий рекорд (13,4 ГВт в 2021 году). В 2023 году больше всего новых солнечных энергомощностей, безусловно, будет установлено в Техасе (7,7 ГВт) и Калифорнии (4,2 ГВт), что в совокупности составит 41% запланированных новых солнечных мощностей.

Источник изображения: U.S. Energy Information Administration

Ёмкость систем аккумулирования энергии в США быстро росла за последние пару лет. В 2023 году она, вероятно, увеличится более чем вдвое. Разработчики сообщили о планах добавить 9,4 ГВт аккумуляторных мощностей к существующим 8,8 ГВт. Системы хранения на базе аккумуляторов все чаще устанавливаются в проектах ветровой и солнечной энергетики. Ветер и солнце являются непостоянными источниками генерации, аккумуляторы могут накапливать избыточную электроэнергию от ветряных и солнечных источников для последующего использования. Ожидается, что в 2023 году 71 % новых аккумуляторных батарей будет находиться в Калифорнии и Техасе, штатах со значительными солнечными и ветровыми мощностями.

Девелоперы планируют в 2023 году построить 7,5 ГВт новых мощностей, работающих на природном газе, 83% из которых приходится на парогазовые установки. Ожидается, что в 2023 году будут введены в эксплуатацию две крупнейшие электростанции на природном газе: Guernsey мощностью 1836 МВт в Огайо и энергетический центр CPV Three Rivers мощностью 1214 МВт в Иллинойсе.

Источник изображения: U.S. Energy Information Administration

В 2023 году планируется добавить в энергосистему США 6,0 ГВт ветроэнергетических мощностей. Ежегодный прирост ветроэнергетических мощностей в США начал замедляться после рекордного увеличения более чем на 14 ГВт как в 2020, так и в 2021 году. Наибольший объём ветроэнергетических мощностей будет добавлен в Техасе в 2023 году — 2,0 ГВт. Единственной морской электростанцией, которая, как ожидается, будет введена в эксплуатацию в этом году станет система мощностью 130 МВт в Нью-Йорке под названием South Fork Wind.

Источник изображения: pexels.com

Два новых ядерных реактора на АЭС Vogtle в Джорджии должны быть введены в эксплуатацию в 2023 году, на несколько лет позже, чем планировалось изначально. Реакторы общей мощностью 2,2 ГВт являются первыми новыми ядерными блоками, построенными в США за более чем 30 лет.

Хотя некоторые страны даже на фоне энергетического кризиса продолжают придерживаться «зелёной» повестки, южнокорейское правительство сообщило о пересмотре планов эволюции системы энергоснабжения, принятых при прошлом президенте страны — Мун Чжэ Ине. Если ранее к 2030 году планировалось получать 30,2 % энергии из возобновляемых источников, то теперь — только 21,5 %, а доля атомной энергетики, наоборот, будет увеличена с 23,9 % до 32,8 %.

Источник изображения: Business Korea

Министерство торговли, промышленности и энергетики опубликовало проект десятого Базового плана снабжения электроэнергией, прогнозирующего энергопотребление в следующие 15 лет. Одной из его важнейших частей является изменение пропорций разных источников энергии. В частности, постепенный вывод атомной энергетики из игры, как и увеличение доли «зелёной» энергетики, придётся отложить.

Впрочем, доля потребления угля и сжиженного природного газа (СПГ) практически не изменилась в сравнении с прошлыми проектами — за счёт угля к 2030 году будет обеспечено 21,2 % энергопотребления, а за счёт СПГ — 20,9 %.

Ожидается, что пиковое энергопотребление в стране в 2036 году достигнет 117,3 ГВт, но производственные мощности для генерации энергии должны иметь резерв на уровне 142 ГВт, примерно на 22 % больше запланированного потребления. В рамках плана ожидается строительство новых атомных электростанций, а также перевод некоторых уже действующих теплоэлектростанций с угля на природный газ.

Согласно южнокорейскому плану снижения выбросов парниковых газов к 2030 году страна добьётся снижения объёмов выбросов до 149,9 млн тонн — это на 44,4 % ниже, чем было в 2018 году (269,6 млн тонн).

Ранее предыдущий президент Южной Кореи Мун Чжэ Ин назвал атомные станции главным источником электричества в стране в следующие 60 лет.

Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт) сообщает об успешном проведении эксперимента по использованию квантовой криптографии для обеспечения информационной безопасности канала синхронизации источника эталонных сигналов времени с оборудованием потребителей.

Источник изображения: pixabay.com / geralt

Речь идёт о новой технологии защиты атомных часов от кибератак. Часы эталона отражают результат с точностью до миллиардной доли секунды и используются для настройки и синхронизации времени энергетическими и логистическими компаниями, службами аэропортов и вокзалов, системой ГЛОНАСС, а также банками и фондовой биржей. В этих сферах ошибка даже на миллисекунду может обернуться ущербом в сотни миллионов рублей.

В проведённом эксперименте приняли участие специалисты подведомственного Росстандарту ФГУП «ВНИИФТРИ», компаний «Код Безопасности» и QRate. Была проведена синхронизация двух серверов времени с использованием алгоритма квантового распределения ключей, предложенного QRate.

Результаты работы подтвердили высокий уровень защищённости информации об эталонном времени от кибератак с использованием классических и квантовых компьютеров и применимость новых алгоритмов для защиты систем синхронизации времени.

«Использование отечественных решений и разработок, предлагаемых специалистами в рамках данного проекта, позволит максимально повысить защищённость каналов передачи эталонных сигналов времени и частоты и минимизировать потребителям вынужденные корректировки данных при работе», — подчёркивают специалисты.

Пока в ряде стран мечтают о «зелёной» экоустойчивой энергетике, в Южной Корее утверждают планы развития атомных электростанций, которые в некоторых регионах вообще не считаются допустимыми источниками энергии. Вчера южнокорейское правительство заявило, что доля атомной энергии в общей энергосистеме к 2030 году будет составлять как минимум 30 %.

Источник изображения: Lukáš Lehotský/unsplash.com

Также правительство объявило о намерении возобновить строительство третьего и четвёртого энергоблоков АЭС Шин Ханул. В апреле сообщалось, что страна намерена продлить сроки эксплуатации уже действующих атомных электростанций, срок работы которых подходит к концу.

В конце 2021 года в Корее действовали 24 АЭС общей мощностью 23,3 ГВт, на которые приходилось 27,4 % всей вырабатываемой здесь энергии. К 2030 году местное правительство намерено довести этот показатель при оптимальном сценарии до 28,9 ГВт. Первый и второй энергоблоки станции Шин Ханул должны быть закончены ещё во второй половине текущего года. Пятый и шестой энергоблоки станции Кори должны достроить в первой половине 2025 года. В правительстве обещают, что проекты будут реализованы без заминок.

Также правительство объявило о планах восстановления атомной индустрии. Согласно новому плану, средства будут инвестироваться не только в строительство местных АЭС, но и атомных электростанций за рубежом. В том числе речь идёт об исследованиях в области создания малых модульных реакторов и коммерциализации технологий для внешних рынков.

Ранее прежний президент Южной Кореи заявил, что АЭС останутся для страны одним из главных источников энергии в течение ближайших 60 лет.

После завершившихся в Южной Корее выборов Президентский переходный комитет страны анонсировал намерение увеличить использование атомных электростанций, возобновив строительство энергоблоков Shin Hanul Unit 3 и 4 и продлив жизненный цикл действующих АЭС, модернизировав оборудование с принятием необходимых мер предосторожности.

Источник изображения: fietzfotos/pixabay.com

Ещё в феврале текущего года прежний президент Мун Чжэ Ин (Moon Jae-in) сообщил, что Южная Корея намерена в отдалённом будущем полностью избавиться от атомных электростанций, но пока они останутся основными источниками энергии в ближайшие 60 лет. В начале апреля сообщалось о намерении операторов местных АЭС продлить жизненный цикл действующих станций сверх запланированного периода, а теперь, на фоне назревающего энергетического кризиса, речь идёт уже не о постепенном отказе от атомной энергетики даже в будущем, а о развитии отрасли. Ранее работу значительной части действующих в стране станций планировалось завершить уже к 2030 году.

Задачи национальной политики нового правительства также включают «обогащение экосистемы и усиление конкурентоспособности в индустрии атомной энергетики». Как заявили представители властей, с этой целью будут поддерживаться разработки и исследования, проводиться обучение инженеров, анализироваться промышленные производственные сети и будет оказана помощь в импортозамещении, а правительство будет заказывать комплектующие, дополнительные компоненты и т. п.

Как сообщает Business Korea, дополнительно правительство намерено и экспортировать как минимум 10 атомных станций к 2030 году. Помимо поставок оборудования и строительства, предусмотрена помощь импортёрам в эксплуатации и техническом обслуживании поставляемых АЭС. По данным комитета, в скором будущем будет сформирована специальная группа, поскольку экспорт может вылиться в дальнейшее экономическое сотрудничество и даже взаимодействие в оборонной отрасли.

По заявлениям южнокорейских властей новое правительство будет более тесно сотрудничать с США в разработке малых модульных реакторов и других отраслях, в то же время будут поддерживаться исследования и разработки в сфере технологий будущего: реакторов четвёртого поколения, ядерного синтеза в целом и производство водорода с помощью ядерных энергетических установок.