Ο πρώτος μικρός αρθρωτός πυρηνικός αντιδραστήρας μόλις εγκρίθηκε από τις ρυθμιστικές αρχές των ΗΠΑ

Η πυρηνική ενέργεια θα μπορούσε να διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στην απαλλαγή από τις ανθρακούχες εκπομπές του ενεργειακού τομέα, αλλά οι αντιδραστήρες είναι απλώς πολύ ακριβοί και περίπλοκοι για να αναπτυχθούν γρήγορα. Ένας νέος, μικρότερος αντιδραστήρας θα μπορούσε σύντομα να αλλάξει αυτό αφού έλαβε την πιστοποίηση από τη Ρυθμιστική Επιτροπή Πυρηνικών την περασμένη εβδομάδα.

Καθώς χώρες σε όλο τον κόσμο αγωνίζονται για την αντικατάσταση των σταθμών παραγωγής ενέργειας από ορυκτά καύσιμα, η συζήτηση γύρω από το αν πυρηνική δύναμη πρέπει να παίξει ρόλο έχει θερμανθεί. Ενώ η τεχνολογία μπορεί να παρέχει μεγάλες και αξιόπιστες ποσότητες ηλεκτρικής ενέργειας χωρίς άνθρακα, οι ανησυχίες σχετικά με το κόστος και την ασφάλεια έχουν εμποδίσει την ανάπτυξή της ως λύση στην κλιματική κρίση.

Ωστόσο, τα τελευταία χρόνια, έχει εμφανιστεί μια σειρά από νέες εταιρείες που υπόσχονται να παρακάμψουν πολλές από αυτές τις ανησυχίες με τη συρρίκνωση των αντιδραστήρων. Τα λεγόμενα μικρές αρθρωτές αντιδραστήρες Τα (SMR) είναι σχεδιασμένα ώστε να είναι αρκετά μικρά ώστε να μπορούν να κατασκευαστούν σε ένα εργοστάσιο προτού αποσταλούν οπουδήποτε χρειάζονται, γεγονός που θα μειώσει σημαντικά το κόστος. Έχουν επίσης σχεδιαστεί για να είναι πολύ πιο ασφαλείς από τους υπάρχοντες αντιδραστήρες.

Ένας αντιδραστήρας που σχεδιάστηκε από εταιρεία ενέργειας με έδρα το Όρεγκον NuScale Power έχει γίνει ο πρώτος σχεδιασμός μικρού αρθρωτού αντιδραστήρα που εγκρίθηκε για χρήση στις ΗΠΑ από τη Ρυθμιστική Επιτροπή Πυρηνικών (NRC), ανοίγοντας το δρόμο για νέα εργοστάσια που χρησιμοποιούν τον αντιδραστήρα. Η κίνηση δεν ήταν ακριβώς έκπληξη, επειδή ο σχεδιασμός το πέρασετελική αξιολόγηση ασφάλειας πίσω στο 2020, αλλά είναι ένα κρίσιμο βήμα προς την ουσιαστική ανάπτυξη της τεχνολογίας στον τομέα.

Ενώ ορισμένα SMR υπό ανάπτυξη βασίζονται σε εξωτικά νέα σχέδια που χρησιμοποιούν λιωμένο ουράνιο ή άλατα θορίου ως καύσιμο, ο αντιδραστήρας NuScale, ο οποίος ονομάστηκε VOYGR, δεν διαφέρει δραματικά από τους παραδοσιακούς πλήρους κλίμακας. είναι βασισμένο σε σχέδιο που αναπτύχθηκε στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Όρεγκον στις αρχές της δεκαετίας του 2000 με την ονομασία «Πολλαπλών εφαρμογών Small Light Water Reactor».

Ο σχεδιασμός αποτελείται από ένα κυλινδρικό δοχείο περιορισμού ύψους 76 ποδιών και πλάτους 15 ποδιών που στεγάζει τον αντιδραστήρα. Το νερό περνά πάνω από μια σειρά από ράβδους καυσίμου ουρανίου που παράγουν θερμότητα μέσω αντιδράσεων σχάσης. Το θερμαινόμενο νερό στη συνέχεια ανεβαίνει προς τις γεννήτριες ατμού, οι οποίες χρησιμοποιούν τη θερμότητα από το νερό για να παράγουν υπέρθερμο ατμό. Αυτό στη συνέχεια χρησιμοποιείται για την κίνηση ενός στροβίλου που παράγει ηλεκτρική ενέργεια.

Κάθε μονάδα έχει σχεδιαστεί για να παράγει 50 μεγαβάτ ενέργειας, αλλά η εταιρεία σχεδιάζει να συνδυάσει έως και 12 SMR για να επιτύχει παρόμοια αποτελέσματα με τα συμβατικά πυρηνικά εργοστάσια. Τα SMR διαθέτουν νέα χαρακτηριστικά ασφαλείας σχεδιασμένα να αποτρέπουν το είδος των καταστροφών που έχουν σκληρύνει την κοινή γνώμη κατά της πυρηνικής ενέργειας.

Για αρχή, οι ράβδοι ελέγχου που χρησιμοποιούνται για τη διακοπή της αντίδρασης σχάσης περικλείοντας τις ράβδους καυσίμου συγκρατούνται πάνω από τον πυρήνα του αντιδραστήρα με έναν ηλεκτρικό κινητήρα. Αυτό σημαίνει ότι σε περίπτωση διακοπής ρεύματος θα πέσουν αυτόματα στη θέση τους υπό τη δύναμη της βαρύτητας. Ολόκληρος ο αντιδραστήρας λούζεται επίσης σε μια πισίνα νερού, η οποία μπορεί να απομακρύνει την υπερβολική θερμότητα σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης. Επίσης, με τη χρήση μικρότερων ποσοτήτων καυσίμου, η συνολική ποσότητα της παραγόμενης θερμότητας μειώνεται σημαντικά.

Η ελπίδα είναι ότι αυτά τα επιπλέον χαρακτηριστικά ασφαλείας - σε συνδυασμό με μειωμένο κόστος λόγω της ικανότητας μαζικής κατασκευής αυτών των αντιδραστήρων σε εργοστάσιο και όχι επιτόπου - θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε μια αναγέννηση της πυρηνικής ενέργειας. Η NuScale εργάζεται σε μια σειρά από έργα στις ΗΠΑ, μεταξύ των οποίων ένα στο Αϊντάχο που έχει προγραμματιστεί να ολοκληρωθεί έως το 2029.

Ωστόσο, έχουν τεθεί ερωτήματα σχετικά με το εάν οι SMR θα ανταποκριθούν πραγματικά στη χρέωση τους ως φθηνότερη, ασφαλέστερη εναλλακτική λύση σε σχέση με τους παραδοσιακούς πυρηνικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής. Μια μελέτη δημοσιευτηκε σε Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών τον Μάιο διαπίστωσε ότι σε αντίθεση με τους ισχυρισμούς των κατασκευαστών SMR, αυτοί οι μικρότεροι αντιδραστήρες είναι στην πραγματικότητα πιθανό να παράγουν περισσότερα ραδιενεργά απόβλητα από τις συμβατικές εγκαταστάσεις.

Σε μία άρθρο στο Αντίστροφο, Ο ειδικός πυρηνικής ενέργειας MV Ramana επισημαίνει επίσης ότι το κόστος των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας όπως αιολική και ηλιακή είναι ήδη χαμηλότερο από αυτό των πυρηνικών και συνεχίζει να μειώνεται ραγδαία. Αντίθετα, η πυρηνική ενέργεια έχει γίνει στην πραγματικότητα πιο ακριβή με τα χρόνια.

Τα SMR θα μπορούσαν να κοστίζουν περισσότερο από τα μεγαλύτερα πυρηνικά εργοστάσια, προσθέτει, επειδή δεν έχουν την ίδια οικονομία κλίμακας. Θεωρητικά αυτό θα μπορούσε να αντισταθμιστεί μέσω της μαζικής παραγωγής, αλλά μόνο εάν οι εταιρείες λάβουν παραγγελίες σε εκατοντάδες. Ενδεικτικά, ορισμένα βοηθητικά προγράμματα έχουν έχει ήδη υποχωρήσει του πρώτου έργου της NuScale για λόγους κόστους.

Ίσως ακόμη πιο σημαντικό, σημειώνει ο Ramana, οι SMR είναι απίθανο να είναι έτοιμοι εγκαίρως να συμβάλουν στον αγώνα για το κλίμα. Τα έργα δεν αναμένεται να κυκλοφορήσουν στο διαδίκτυο μέχρι το τέλος της δεκαετίας, οπότε η IPCC λέει ότι πρέπει ήδη να έχουμε κάνει δραστικές μειώσεις εκπομπών.

Ωστόσο, η τεχνολογία έχει ορισμένους ισχυρούς ενισχυτές, όπως ο Πρόεδρος Τζο Μπάιντεν, ο οποίος πρόσφατα διαφημίστηκε Η «πρωτοποριακή αμερικανική τεχνολογία» της NuScale, ενώ ανακοίνωσε επιχορήγηση για ένα εργοστάσιο SMR που θα κατασκευάσει η εταιρεία στη Ρουμανία. Ο γίγαντας της μηχανικής Rolls-Royce επίσης πρόσφατα ανακοίνωσε μια σύντομη λίστα για την τοποθεσία του μελλοντικού της εργοστασίου SMR, το οποίο θα χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή 16 SMR για την κυβέρνηση του Ηνωμένου Βασιλείου έως το 2050.

Το κατά πόσον οι SMR μπορούν να τηρήσουν την υπόσχεσή τους μένει να φανεί, αλλά δεδομένου του εύρους της κλιματικής πρόκλησης που αντιμετωπίζουμε, η διερεύνηση όλων των διαθέσιμων επιλογών φαίνεται σοφή.

Image Credit: NuScale