Много ли электричества требуется ИИ? Ну, крупные вычислительные кластеры потребляют энергию на уровне небольших городов, а очереди на подключение к магистралям растягиваются на годы, при этом растут и затраты на охлаждение. Привычных источников электроэнергии уже не хватает, а «зеленая» энергетика как индустрия все еще недостаточно развита.

И вот на этом фоне компании все чаще смотрят на компактные ядерные установки как на один из весьма перспективных источников энергии для ИИ. Их можно разместить рядом с дата-центром и получать стабильное электричество круглые сутки независимо от погоды и состояния энергосети. Неудивительно, что этим направлением занялись не только технологические гиганты, но и небольшие стартапы, которые уже испытывают первые рабочие прототипы. Давайте посмотрим, что уже есть, а что собираются делать.

Почему именно микрореакторы, а не другие варианты

Начнем с уже упомянутой «зеленой» энергии. Солнечные панели и ветрогенераторы зависят от погоды, поэтому для непрерывной работы их приходится дополнять аккумуляторами или резервной генерацией. Газовые турбины лишены этой проблемы, но зависят от стоимости топлива и требуют строительства сложной газотранспортной инфраструктуры. Приливные электростанции и ГЭС, очевидно, далеко не всегда можно построить рядом с дата-центром, да и сроки строительства там немалые. На этом фоне микрореакторы выглядят компромиссным вариантом: они способны работать круглосуточно, а модульная конструкция позволяет относительно быстро вводить новые мощности.

Да, именно модульная конструкция. На заводе производят отдельные готовые модули, доставляют их обычным транспортом и монтируют уже на месте. В результате сроки ввода в эксплуатацию сокращаются до нескольких месяцев. Пока звучит так, как будто речь идет о строительстве дешевых модульных домов-конструкторов. Хотя справедливости ради, в целом идея здесь та же.

Кроме того, по мере роста вычислительного кластера можно просто добавлять новые модули. При этом особенности конструкции активной зоны и небольшая мощность позволяют уменьшить требования к системам безопасности по сравнению с крупными реакторами, что упрощает выбор площадки.

В теории есть и еще одно преимущество, не столь очевидное. Многие проекты модульных микрореакторов используют замкнутые контуры охлаждения, благодаря чему практически не требуют постоянного забора воды из местных источников. Для засушливых регионов это серьезный плюс, поскольку именно водоснабжение нередко становится одной из главных проблем при строительстве крупных дата-центров. Снижается нагрузка на местную инфраструктуру, упрощается выбор площадки для размещения объекта и уменьшается риск конфликтов с сельским хозяйством и коммунальными службами, которые также зависят от ограниченных водных ресурсов.

Бесплатная миграция в Selectel

Начислим до 1 000 000 бонусов на два месяца. А наши инженеры подготовят план и поддержат на всех этапах миграции.

Подробнее →

Технические особенности компактных установок

Большинство современных микрореакторов проектируют так, чтобы они оставались безопасными даже при отказе части оборудования. Если температура внутри реактора начинает расти, скорость ядерной реакции автоматически снижается благодаря физическим свойствам топлива и конструкции активной зоны. После остановки реактора оставшееся тепло отводится без насосов и другого сложного оборудования за счет естественной циркуляции теплоносителя и передачи тепла через конструкцию.

Во многих микрореакторах используется топливо TRISO. Оно состоит из крошечных сферических частиц с ядром из диоксида урана, каждая из которых заключена в несколько прочных защитных оболочек из углерода и карбида кремния. По сути, каждая такая частица сама по себе является миниатюрным защитным контейнером, который удерживает радиоактивные продукты деления внутри даже при температурах свыше 1 600 °C. Благодаря этому даже при авариях с потерей охлаждения продукты деления в большинстве случаев остаются внутри топливных частиц, а вероятность их выхода за пределы активной зоны и защитных барьеров реактора существенно снижается. Кроме того, такое топливо медленнее вырабатывает свой ресурс, поэтому многие микрореакторы могут работать без перегрузки топлива несколько лет подряд.

Выбор теплоносителя определяет, при какой температуре сможет работать реактор и насколько сложной получится система охлаждения. Например, гелий химически инертен, не вызывает коррозии и позволяет отводить тепло при температурах, где вода уже превратилась бы в пар. Его недостаток — относительно невысокая теплоемкость, поэтому для эффективного охлаждения приходится прокачивать большие объемы газа.

Натрий и натрий-калиевые сплавы, наоборот, очень хорошо переносят тепло и позволяют работать при низком давлении в контуре, но активно реагируют с воздухом и водой, поэтому требуют герметичных систем и дополнительных мер безопасности. В самых компактных микрореакторах нередко применяют тепловые трубы — герметичные трубки, внутри которых тепло переносится за счет испарения и конденсации рабочего вещества. Такая схема вообще не требует насосов, что делает конструкцию проще и надежнее.

Преобразование тепла в электричество на малых мощностях чаще всего делают через теплоэлектрические генераторы или газотурбинные циклы Брайтона. ТЭГ прост и надежен, но его КПД ограничен несколькими процентами. Для установок в десятки мегаватт уже рассматривают закрытые циклы Брайтона на гелии или сверхкритическом диоксиде углерода — они обеспечивают более высокий КПД при сохранении компактности.

Отдельное значение имеет ситинг. За счет меньшей зоны планирования аварийных мероприятий такие установки проще вписать в промышленные площадки, где уже есть энергетическая и инженерная инфраструктура. Это не отменяет лицензирование, но снижает масштаб требований по сравнению с крупной АЭС.

А что на практике

В начале июля 2026 года компания Valar Atomics провела публичную демонстрацию своего микрореактора Ward 250. Установку вывели на мощность, показывая все это в онлайне, после чего к ней подключили настольный компьютер на базе чипа NVIDIA Blackwell. Во время демонстрации реактор работал на 37% от номинальной мощности, вырабатывая около 100 кВт тепловой энергии. Она отводилась с помощью замкнутого контура сжатого гелия к термоэлектрическому генератору, где преобразовывалась в электричество для питания вычислительного оборудования.

Гелий выбрали в качестве теплоносителя потому, что он химически инертен и не вызывает коррозии оборудования. Генератор преобразует разницу температур непосредственно в электричество, поэтому не требует турбин, насосов или других движущихся частей. Такая схема уступает традиционным турбогенераторам по эффективности, зато, как уже было отмечено, отличается простотой и высокой надежностью. Во время испытаний этого оказалось достаточно для питания компьютера NVIDIA DGX Spark и сервера, обслуживавшего сайт nuclearwebsite.com.

Что еще? Valar Atomics объявила о партнерстве с NVIDIA по созданию в штате Юта AI-фабрики мощностью 30 МВт. Проект предусматривает использование замкнутой системы охлаждения, практически не требующей постоянного забора воды. Для засушливой Юты это важное преимущество, поскольку именно доступность водных ресурсов часто становится ограничивающим фактором при строительстве крупных дата-центров.

А что насчет других проектов

На этом идеи не заканчиваются. Например, NANO Nuclear Energy заключила договор о сотрудничестве с Supermicro. Компании хотят изначально проектировать реактор и дата-центр как единую систему. Они прорабатывают интеграцию компактных реакторов с серверными стойками, системами охлаждения и другой инфраструктурой, чтобы создавать автономные вычислительные площадки. Ставка делается на модульные установки, которые можно размещать непосредственно рядом с вычислительными кластерами.

Ampera делает ставку на контейнерные ториевые микрореакторы, значительная часть которых изготавливается с помощью 3D-печати. Такой подход должен упростить серийное производство, ускорить выпуск модулей и снизить их стоимость. Возможные заказчики — дата-центры, промышленные предприятия и объекты где-то на отшибе, где важны автономная работа, минимальные требования к обслуживанию и длительный срок эксплуатации без перегрузки топлива.

Microsoft, Amazon, Google и Oracle заключили соглашения о закупке энергии у разработчиков малых и средних реакторов. Часть этих сделок касается именно микромасштаба или гибридных схем, где компактные источники дополняют другие генераторы. Параллельно лаборатории, в частности Idaho National Laboratory, испытывают тестовые стенды вроде MARVEL — натрий-калиевого микрореактора мощностью около 85 кВт, предназначенного для отработки технологий питания небольших вычислительных узлов и микросетей.

Эти проекты различаются по теплоносителю, типу топлива и схеме преобразования, но все они нацелены на интеграцию генерации с вычислительным оборудованием. Для задач, требующих непрерывной работы в течение недель или месяцев, такой подход дает возможность избежать внезапных снижений мощности или переподключений, вызванных внешними факторами.

Проблемы и заботы отрасли

Однако будем реалистами — до массового внедрения микрореакторов еще далеко. Каждый новый проект должен пройти длительную процедуру лицензирования, в ходе которой разработчики подтверждают безопасность конструкции и ее соответствие требованиям регуляторов. Для микрореакторов все это постепенно адаптируют с учетом их особенностей, однако согласование по-прежнему занимает годы. Кроме того, первые экземпляры всегда обходятся особенно дорого, поскольку именно на них приходятся основные расходы на разработку, испытания и сертификацию. Только после запуска серийного производства стоимость таких установок может заметно снизиться.

Еще одна проблема связана с топливом. Многие современные микрореакторы рассчитаны на HALEU — специальный вид ядерного топлива с более высоким содержанием урана-235, чем у обычного топлива для АЭС. Оно позволяет сделать реакторы компактнее и увеличить срок их работы без перегрузки, однако его производство пока только набирает обороты. Из-за этого разработчики конкурируют за ограниченные поставки топлива, что может замедлить внедрение новых проектов. Кроме того, отрасли еще предстоит подготовить достаточное количество специалистов по эксплуатации и лицензированию таких установок, поскольку опыт их коммерческого использования пока невелик.

Общественное мнение тоже влияет на сроки. Хотя компактные установки вызывают меньше опасений, чем большие станции, их размещение вблизи населенных пунктов или в экологически чувствительных районах может затянуться. Для промышленных зон рядом с дата-центрами этот вопрос обычно стоит менее остро.

В любом случае направление перестало быть чисто экспериментальным. И если разработчикам удастся решить вопросы с лицензированием, стоимостью и поставками топлива, то в ближайшие годы микрореакторы вполне могут стать одним из источников энергии для крупных ИИ-дата-центров.