Pierwszy mały modułowy reaktor jądrowy został właśnie zatwierdzony przez amerykańskie organy regulacyjne

Energia jądrowa może odegrać ważną rolę w dekarbonizacji sektora energetycznego, ale reaktory są po prostu zbyt drogie i zbyt skomplikowane, aby można je było szybko wdrożyć. Nowy, mniejszy reaktor może wkrótce to zmienić po otrzymaniu w zeszłym tygodniu certyfikacji Komisji Dozoru Jądrowego.

Ponieważ kraje na całym świecie ścigają się, aby zastąpić elektrownie na paliwa kopalne, debata na temat tego, czy: energia atomowa powinien odgrywać rolę został podgrzany. Chociaż technologia ta może zapewnić duże i niezawodne ilości bezemisyjnej energii elektrycznej, obawy związane z kosztami i bezpieczeństwem wstrzymywały jej zastosowanie jako rozwiązania kryzysu klimatycznego.

Jednak w ostatnich latach pojawiły się nowe firmy, które obiecują obejść wiele z tych obaw poprzez zmniejszenie reaktorów. Tak zwana małe reaktory modułowe (SMR) zostały zaprojektowane tak, aby były wystarczająco małe, aby można je było zbudować w fabryce przed wysłaniem tam, gdzie są potrzebne, co powinno znacznie obniżyć koszty. Są również zaprojektowane tak, aby były znacznie bezpieczniejsze niż istniejące reaktory.

Reaktor zaprojektowany przez firmę energetyczną z Oregonu Moc NuScale stał się pierwszym małym modułowym projektem reaktora zatwierdzonym do użytku w USA przez Komisję Dozoru Jądrowego (NRC), torując drogę nowym zakładom wykorzystującym reaktor. Ruch nie był właściwie niespodzianką, ponieważ projekt zdałemkońcowa ocena bezpieczeństwa w 2020 r., ale jest to kluczowy krok w kierunku faktycznego wdrożenia technologii w terenie.

Podczas gdy niektóre opracowywane SMR opierają się na egzotycznych nowych projektach, które wykorzystują jako paliwo stopiony uran lub sole toru, reaktor NuScale, który został nazwany VOYGR, nie różni się dramatycznie od tradycyjnych reaktorów pełnowymiarowych. To jest na podstawie projektu opracowany na Uniwersytecie Stanowym Oregon na początku XXI wieku pod nazwą „Multi-Application Small Light Water Reactor”.

Projekt składa się z cylindrycznego zbiornika o wysokości 76 stóp i szerokości 15 stóp, w którym mieści się reaktor. Woda jest przepuszczana przez szereg uranowych prętów paliwowych, które wytwarzają ciepło w wyniku reakcji rozszczepienia. Podgrzana woda następnie unosi się do generatorów pary, które wykorzystują ciepło z wody do wytwarzania pary przegrzanej. To jest następnie wykorzystywane do napędzania turbiny, która wytwarza energię elektryczną.

Każdy moduł ma generować 50 megawatów energii, ale firma planuje połączyć do 12 SMR w celu uzyskania podobnej mocy co konwencjonalne elektrownie jądrowe. SMR są wyposażone w nowatorskie funkcje bezpieczeństwa, zaprojektowane w celu zapobiegania katastrofom, które zaostrzyły opinię publiczną przeciwko energii jądrowej.

Na początek, pręty sterujące służące do zatrzymania reakcji rozszczepienia poprzez obudowanie prętów paliwowych są utrzymywane nad rdzeniem reaktora przez silnik elektryczny. Oznacza to, że w przypadku awarii zasilania automatycznie opadną na swoje miejsce pod wpływem siły grawitacji. Cały reaktor jest również skąpany w basenie wodnym, który w razie awarii może odprowadzić nadmiar ciepła. Ponadto, stosując mniejsze ilości paliwa, całkowita ilość wytwarzanego ciepła jest znacznie zmniejszona.

Istnieje nadzieja, że ​​te dodatkowe funkcje bezpieczeństwa – w połączeniu z obniżonymi kosztami dzięki możliwości masowej produkcji tych reaktorów w fabryce, a nie na miejscu – mogą doprowadzić do renesansu energetyki jądrowej. NuScale pracuje nad wieloma projektami w USA, m.in jeden w Idaho który ma zostać ukończony do 2029 roku.

Pojawiły się jednak pytania, czy SMR naprawdę spełnią swoje wymagania jako tańsza i bezpieczniejsza alternatywa dla tradycyjnych elektrowni jądrowych. Badanie opublikowane w Proceedings of the National Academy of Sciences w maju stwierdził, że wbrew twierdzeniom producentów SMR, te mniejsze reaktory faktycznie wytwarzają więcej odpadów radioaktywnych niż konwencjonalne elektrownie.

W artykuł w Counterpunch, ekspert energetyki jądrowej MV Ramana zwraca również uwagę, że koszt energii odnawialnej wiatr i słońce jest już niższy niż jądrowy i nadal gwałtownie spada. W przeciwieństwie do tego energia jądrowa z biegiem lat stała się droższa.

Dodaje, że SMR mogą kosztować więcej niż większe elektrownie jądrowe, ponieważ nie mają takiej samej ekonomii skali. Teoretycznie można to zrekompensować masową produkcją, ale tylko wtedy, gdy firmy otrzymają zamówienia w setkach. Co ciekawe, niektóre narzędzia mają już się wycofałem pierwszego projektu NuScale z powodu obaw o koszty.

Być może nawet ważniejsze, zauważa Ramana, jest mało prawdopodobne, aby SMR były gotowe na czas, aby przyczynić się do walki o klimat. Oczekuje się, że projekty pojawią się w sieci dopiero pod koniec dekady, do tego czasu IPCC twierdzi, że musimy już dokonać drastycznych redukcji emisji.

Technologia ta ma jednak kilka potężnych dopalaczy, nie tylko prezydenta Joe Bidena, który: ostatnio reklamowany „Przełomowa amerykańska technologia” NuScale podczas ogłaszania dotacji na fabrykę SMR, którą firma zbuduje w Rumunii. Gigant inżynieryjny Rolls-Royce również od niedawna ogłosił krótką listę na lokalizację swojej przyszłej fabryki SMR, która zostanie wykorzystana do budowy 16 SMR dla rządu Wielkiej Brytanii do 2050 roku.

Nie wiadomo, czy SMR spełnią swoją obietnicę, ale biorąc pod uwagę zakres stojącego przed nami wyzwania klimatycznego, rozważenie wszystkich dostępnych opcji wydaje się rozsądne.

Kredytowych Image: NuScale