Ensimmäinen pieni modulaarinen ydinreaktori hyväksyttiin juuri Yhdysvaltain sääntelyviranomaisten toimesta

Ydinvoimalla voisi olla tärkeä rooli energia-alan hiilidioksidipäästöjen vähentämisessä, mutta reaktorit ovat yksinkertaisesti liian kalliita ja monimutkaisia ​​ottaa käyttöön nopeasti. Uusi, pienempi reaktori voi pian muuttaa tilanteen saatuaan viime viikolla ydinalan sääntelykomissiolta sertifikaatin.

Kun maat ympäri maailmaa kilpailevat fossiilisten polttoaineiden voimaloiden korvaamisesta, keskustelu siitä, onko ydinvoima pitäisi olla rooli on lämmitetty. Vaikka teknologia voi tuottaa suuria ja luotettavia määriä hiilivapaata sähköä, kustannus- ja turvallisuusongelmat ovat estäneet sen käyttöönottoa ratkaisuna ilmastokriisiin.

Viime vuosina on kuitenkin ilmaantunut joukko uusia yrityksiä, jotka lupaavat kiertää monet näistä huolenaiheista supistamalla reaktoreita. Niin sanottu pienet modulaariset reaktorit (SMR) on suunniteltu niin pieniksi, että ne voidaan rakentaa tehtaalla ennen toimitusta minne niitä tarvitaan, minkä pitäisi vähentää kustannuksia merkittävästi. Ne on myös suunniteltu paljon turvallisemmiksi kuin olemassa olevat reaktorit.

Oregonissa toimivan energiayhtiön suunnittelema reaktori NuScale Power on ensimmäinen pieni modulaarinen reaktori, joka on hyväksytty käytettäväksi Yhdysvalloissa ydinalan sääntelykomissio (NRC), joka tasoittaa tietä uusille reaktoria käyttäville laitoksille. Siirto ei ollut varsinainen yllätys, koska suunnittelu läpäissyt senlopullinen turvallisuusarviointi vuonna 2020, mutta se on ratkaiseva askel kohti teknologian todellista käyttöönottoa alalla.

Vaikka jotkin kehitteillä olevat SMR:t luottavat eksoottisiin uusiin malleihin, joissa käytetään sulaa uraania tai toriumsuoloja polttoaineena, NuScale-reaktori, joka on nimetty VOYGR:ksi, ei eroa dramaattisesti perinteisistä täyden mittakaavan reaktoreista. se on suunnittelun perusteella kehitettiin Oregon State Universityssä 2000-luvun alussa, ja sitä kutsuttiin "Multi-Application Small Light Water Reactoriksi".

Suunnittelu koostuu 76 jalkaa korkeasta, 15 jalkaa leveästä lieriömäisestä suojasäiliöstä, jossa reaktori sijaitsee. Vesi johdetaan useiden uraanipolttoainesauvojen yli, jotka tuottavat lämpöä fissioreaktioiden kautta. Lämmitetty vesi nousee sitten ylöspäin kohti höyrystimiä, jotka käyttävät veden lämpöä tulistetun höyryn tuottamiseen. Tätä käytetään sitten turbiinin ohjaamiseen, joka tuottaa sähköä.

Jokainen moduuli on suunniteltu tuottamaan 50 megawattia energiaa, mutta yhtiö aikoo yhdistää jopa 12 SMR:tä saavuttaakseen samanlaisen tehon kuin tavanomaisissa ydinvoimaloissa. SMR:issä on uusia turvallisuusominaisuuksia, jotka on suunniteltu estämään sellaisia ​​katastrofeja, jotka ovat koventaneet yleistä mielipidettä ydinvoimaa vastaan.

Aluksi säätösauvoja, joilla fissioreaktio pysäytetään koteloimalla polttoainesauvat, pidetään reaktorin sydämen yläpuolella sähkömoottorilla. Tämä tarkoittaa, että sähkökatkon sattuessa ne putoavat automaattisesti paikoilleen painovoiman vaikutuksesta. Koko reaktori kylpee myös vesialtaassa, joka voi hätätilanteessa vetää pois ylimääräistä lämpöä. Myös käyttämällä pienempiä määriä polttoainetta tuotetun lämmön kokonaismäärä vähenee huomattavasti.

Toivotaan, että nämä ylimääräiset turvaominaisuudet – yhdistettynä alentuneisiin kustannuksiin, jotka johtuvat mahdollisuudesta valmistaa näitä reaktoreita massavalmistuksessa tehtaalla paikan päällä sijasta – voisivat johtaa ydinvoiman renessanssiin. NuScale työskentelee useissa projekteissa Yhdysvalloissa, mukaan lukien yksi Idahossa jonka on määrä valmistua vuoteen 2029 mennessä.

Mutta kysymyksiä on herännyt siitä, pystyvätkö SMR:t todella täyttämään laskutuksensa halvempana ja turvallisempana vaihtoehtona perinteisille ydinvoimaloille. Tutkimus julkaistu Proceedings of National Academy of Sciences toukokuussa totesi, että toisin kuin SMR-valmistajat väittävät, nämä pienemmät reaktorit tuottavat todennäköisesti enemmän radioaktiivista jätettä kuin perinteiset laitokset.

Vuonna artikkeli vuonna CounterPunchilla, ydinvoiman asiantuntija MV Ramana huomauttaa myös, että uusiutuvan energian kustannukset kuten tuuli ja aurinko on jo ydinvoimaa alhaisempi ja laskee edelleen nopeasti. Sen sijaan ydinvoima on itse asiassa kallistunut vuosien varrella.

SMR:t voivat maksaa enemmän kuin isommat ydinvoimalat, hän lisää, koska niillä ei ole samaa mittakaavaetua. Teoriassa tämä voitaisiin kompensoida massatuotannolla, mutta vain, jos yritykset saavat satoja tilauksia. Ilmeisesti joillakin apuohjelmilla on jo perääntynyt NuScalen ensimmäinen projekti kustannushuolien takia.

Ehkä vielä tärkeämpää, toteaa Ramana, että SMR:t eivät todennäköisesti ole valmiita ajoissa edistämään ilmastontorjuntaa. Projektien odotetaan tulevan verkkoon vasta vuosikymmenen lopussa, jolloin IPCC:n mukaan meidän on jo tehtävä rajuja päästövähennyksiä.

Tekniikassa on kuitenkin joitain tehokkaita tehostajia, ei vähiten presidentti Joe Biden, joka äskettäin mainostettu NuScalen "uraauurtava amerikkalainen teknologia" julkisti samalla avustuksen SMR-laitokselle, jonka yritys rakentaa Romaniaan. Insinöörijätti Rolls-Royce myös hiljattain julkisti listan tulevan SMR-tehtaan sijaintipaikkaan, jota käytetään 16 SMR:n rakentamiseen Yhdistyneen kuningaskunnan hallitukselle vuoteen 2050 mennessä.

Nähtäväksi jää, pystyvätkö SMR:t pitämään lupauksensa, mutta ottaen huomioon edessämme olevan ilmastohaasteen laajuuden, kaikkien saatavilla olevien vaihtoehtojen tutkiminen vaikuttaa viisaalta.

Kuva pistetilanne: NuScale