Американская энергетическая компания AMPERA изготовила и представила первый полноразмерный модуль разрабатываемого ториевого реактора. В состав конструкции входят корпус реактора и монолитная сферическая активная зона с гиройдной внутренней структурой, напечатанная из карбида кремния. Компания рассчитывает в дальнейшем выпускать такие энергетические системы серийно в заводских условиях.
Модуль представили 1 июля 2026 года в инновационном центре AMPERA в городе Палм-Бич-Гарденс, штат Флорида. На следующий день компания официально объявила о завершении его производства. При этом AMPERA пока не сообщала о загрузке топлива, запуске реакции деления или выработке электроэнергии. Представленная конструкция является важным производственным прототипом, но не введённым в эксплуатацию ядерным реактором.
Активная зона из карбида кремния
Центральным элементом модуля стала сферическая монолитная активная зона с гиройдной геометрией. Она изготовлена методом 3D-печати из карбида кремния и рассчитана, по заявлению AMPERA, на срок службы до 30 лет без перегрузки топлива.
Гироид представляет собой непрерывную трёхмерную структуру с разветвлёнными внутренними каналами и большой площадью поверхности по отношению к объёму. Подобные геометрии сложно или невозможно получить традиционными методами механической обработки, тогда как аддитивное производство позволяет формировать их непосредственно в процессе изготовления.
В реакторной системе такая архитектура потенциально может использоваться для размещения топлива, прохождения теплоносителя и отвода тепла. Однако AMPERA пока не раскрыла детальную геометрию каналов, параметры печати, размеры модуля и метод аддитивного изготовления карбида кремния.
Компания также называет напечатанным не только ядро конструкции, но и корпус реактора. В официальном сообщении, однако, не уточняются материал корпуса и применённый для его производства аддитивный процесс.
Почему для реактора выбран карбид кремния
Карбид кремния относится к высокотемпературным керамическим материалам. Он сочетает термическую и химическую стойкость с высокой прочностью и устойчивостью к воздействию агрессивных сред.
В атомной энергетике карбид кремния рассматривается как перспективный материал для компонентов, работающих при повышенных температурах и радиационных нагрузках. Вместе с тем окончательная пригодность напечатанной конструкции должна подтверждаться комплексом испытаний, включая оценку механических свойств, герметичности, радиационной стойкости и поведения при длительном нагреве.
AMPERA не опубликовала результаты таких испытаний вместе с анонсом. Компания также не сообщила, предназначен ли показанный полноразмерный модуль для дальнейших горячих испытаний, лицензирования или только для отработки производственного процесса.
Ториевое топливо в частицах TRISO
Разрабатываемая AMPERA ядерная система должна использовать ториевое топливо в виде частиц TRISO. Аббревиатура расшифровывается как tri-structural isotropic — трёхструктурное изотропное топливо.
Каждая топливная частица такого типа имеет ядро, окружённое несколькими защитными слоями. Оболочки предназначены для удержания продуктов деления и сохранения целостности топлива при высоких температурах.
В сообщении AMPERA говорится о ториевых топливных ядрах TRISO. В июне 2026 года компания также зарегистрировала подразделение в Австралии, которое должно содействовать обеспечению поставок тория и развитию производства перспективного ядерного топлива в США.
При этом торий сам по себе не является непосредственно делящимся материалом в том же смысле, что уран-235. В реакторном топливном цикле он может преобразовываться в делящийся уран-233 при поглощении нейтронов. Детальная схема инициирования и поддержания реакции в системе AMPERA в опубликованном анонсе не раскрывается.
Субкритическая и твердотельная конструкция
AMPERA описывает свою разработку как субкритический твердотельный ториевый реактор заводского изготовления.
Под субкритической понимается система, в которой самостоятельная цепная реакция не должна поддерживаться без внешнего источника нейтронов. После отключения такого источника интенсивность реакции должна снижаться. Однако компания пока не представила публичного технического описания внешнего источника и принципа его интеграции с напечатанной активной зоной.
Определение «твердотельный» в данном случае означает, что основные элементы активной зоны выполнены как цельная структура и не требуют движущихся частей внутри реакторного модуля. AMPERA заявляет, что безопасность должна обеспечиваться самой геометрией активной зоны и физическими характеристиками системы, снижая зависимость от активных механизмов и действий оператора. Эти характеристики пока приводятся самим разработчиком и должны быть подтверждены в ходе испытаний и регулирующей оценки.
До 30 МВт электрической мощности
AMPERA рассчитывает, что её ядерные энергетические системы смогут выдавать до 30 МВт электрической мощности. В дальнейшем компания планирует создавать конфигурации большей мощности.
Предполагаемая установка состоит не только из реактора. Ядерный модуль должен работать в составе интегрированной энергетической архитектуры AMPERA, использующей замкнутый энергетический цикл со сверхкритическим диоксидом углерода.
Нагретый сверхкритический CO₂ должен приводить в действие турбомашину, преобразующую тепловую энергию в электричество. Подобный цикл рассматривается как более компактная альтернатива традиционным паротурбинным системам, однако параметры эффективности установки AMPERA пока не опубликованы.
Компания также разрабатывает модули для утилизации сбросного тепла и выработки энергии на традиционном топливе. По заявлению AMPERA, газовая и будущая ядерная конфигурации примерно на две трети состоят из общих компонентов. Такой подход должен позволить сначала внедрять неядерные установки, а позднее заменять источник тепла реакторным модулем.
Заводское производство вместо строительства на площадке
Одной из ключевых задач проекта является переход от длительного строительства атомных объектов непосредственно на площадке к выпуску реакторных модулей на заводе.
Аддитивное производство позволяет AMPERA создавать сложную активную зону как единую деталь, потенциально сокращая количество соединений и отдельных компонентов. Цифровой производственный процесс также может упростить повторение одной и той же геометрии при серийном выпуске.
Основатель и генеральный директор AMPERA Брайан Мэтьюз заявил, что изготовленные активная зона и корпус создают основу для массового заводского производства ядерных энергетических систем. По его словам, применение аддитивных технологий демонстрирует возможный коммерческий путь к ускоренному выводу новой реакторной разработки на рынок.
Однако изготовление полноразмерной конструкции — лишь один из этапов создания ядерной энергетической установки. Перед коммерческим внедрением разработчику предстоит подтвердить характеристики материалов, провести испытания, обосновать безопасность проекта, разработать топливный цикл и пройти лицензирование.
Энергия для дата-центров, промышленности и флота
В числе предполагаемых рынков AMPERA называет центры обработки данных для искусственного интеллекта, оборонную промышленность, промышленные предприятия и морские суда.
Эти направления нуждаются в стабильных источниках энергии, способных работать независимо от состояния внешней электросети. Модульная станция мощностью до 30 МВт могла бы использоваться как локальный источник электроэнергии для крупных вычислительных комплексов или энергоёмких производств.
Особенно активно разработчики малых модульных реакторов ориентируются на дата-центры. Развитие генеративного искусственного интеллекта увеличивает потребность вычислительной инфраструктуры в непрерывном электроснабжении, а традиционные энергосистемы не всегда способны быстро обеспечить подключение новых мощностей.
Вместе с тем AMPERA не назвала дату первого энергетического запуска, площадку для демонстрационного реактора или сроки получения разрешений. Заявление о близком развёртывании пока следует рассматривать как цель компании, а не утверждённый график коммерческого ввода.
Что именно удалось продемонстрировать AMPERA
Главный результат проекта на текущем этапе — подтверждение возможности изготовить полноразмерную конструкцию с напечатанной из карбида кремния гиройдной активной зоной.
Разработка показывает одно из перспективных направлений применения аддитивного производства в атомной энергетике: создание сложных монолитных компонентов с внутренними каналами, которые трудно получить механической обработкой или сборкой из отдельных элементов.
При этом сообщение AMPERA оставляет ряд технических вопросов:
— каким методом напечатана активная зона из карбида кремния;
— каковы размеры и масса модуля;
— из какого материала изготовлен корпус реактора;
— проводились ли испытания конструкции под давлением;
— подтверждена ли стойкость напечатанного материала к облучению;
— каким образом в структуру будут интегрированы частицы TRISO;
— какой внешний источник нейтронов потребуется субкритической системе;
— когда компания планирует провести первый ядерный и энергетический запуск.
До публикации этих сведений проект корректнее называть полноразмерным демонстрационным модулем разрабатываемого реактора, а не готовой атомной электростанцией.
Тем не менее достижение AMPERA показывает, что аддитивное производство рассматривается уже не только как способ изготовления отдельных вспомогательных деталей для атомной отрасли. В данном случае 3D-печать положена в основу архитектуры активной зоны и предлагаемой модели серийного выпуска реакторов.
