211service.com
To nowe paliwo może sprawić, że energia jądrowa będzie bezpieczniejsza i tańsza
Z 65 reaktorów w budowie na całym świecie a kolejne 173 planowane, energetyka jądrowa zakłada, że jej długo oczekiwany renesans jest bliski. Jednak największym wyzwaniem nadal pozostaje zwiększenie opłacalności istniejących i nowych elektrowni jądrowych.
Jednym ze sposobów na sprostanie wyzwaniu jest uczynienie prętów paliwowych reaktorów bezpieczniejszymi i wydajniejszymi. Lightbridge , firma z Reston w stanie Wirginia, która od ćwierćwiecza pracuje nad nowymi technologiami paliwowymi, zaprezentowała metaliczne paliwo do reaktorów jądrowych, które, jak twierdzi, wystarczy.
Pręty paliwowe wykonane przez Lightbridge różnią się od dzisiejszych pod kilkoma względami. Zamiast ceramicznego tlenku uranu, są one wykonane ze stopu uranowo-cyrkonowego, który łatwiej przenosi ciepło. I zamiast tuby zawierającej cylindryczne granulki uranu, każdy z nich jest pojedynczym kawałkiem metalu, pofałdowanym jak kawałek lukrecji i skręconym spiralnie. Ten kształt umożliwia przepływ większej ilości wody po powierzchni pręta, przenosząc więcej ciepła, a tym samym zwiększając wytwarzanie energii elektrycznej. Większa powierzchnia zwiększa również margines bezpieczeństwa rdzenia reaktora, umożliwiając prętom podtrzymywanie reakcji jądrowych w znacznie niższych temperaturach: ich temperatura wewnętrzna podczas pracy wynosi około 360 ° C, prawie 900 stopni chłodniej niż konwencjonalne pręty.
Utworzone z litego stopu metalu nowe pręty paliwowe Lightbridge mogą sprawić, że istniejące elektrownie jądrowe będą bezpieczniejsze i bardziej ekonomiczne.
Rezultatem, jak mówi dyrektor generalny Lightbridge Seth Grae, jest mocniejszy, bezpieczniejszy i bardziej opłacalny reaktor, który może pomóc w zmniejszeniu emisji gazów cieplarnianych w ciągu najbliższych kilku lat. Same odnawialne źródła energii nie zaprowadzą nas tam, jeśli chodzi o terminową realizację naszych celów klimatycznych, mówi Grae. Nowe typy reaktorów nie dotrą nas tam na czas. Zwiększone wykorzystanie dzisiejszych reaktorów i nowych [konwencjonalnych] reaktorów jest niezbędnym elementem każdej udanej drogi do osiągnięcia celów klimatycznych.
Wcześniej w tym roku Lightbridge zgodził się na współpracę z francuskim gigantem nuklearnym Areva komercjalizacji nowych prętów paliwowych, które mogłyby być instalowane w istniejących i nowo budowanych reaktorach już w 2020 roku, mówi Grae. Technologia może zwiększyć moc istniejących reaktorów o 10 procent, jednocześnie wydłużając czas pracy między tankowaniami (kluczowy wskaźnik ekonomiczny dla elektrowni jądrowych) z 18 miesięcy do 24 miesięcy. Wymiana konwencjonalnych prętów w istniejącym reaktorze zwiększyłaby roczny przychód o 60 milionów dolarów reaktor o mocy 1100 megawatów, mówi firma.
Nowe paliwo jest znaczącym ulepszeniem w porównaniu z konwencjonalnym paliwem tlenkowym do [konwencjonalnych] reaktorów, mówi Per Peterson, profesor inżynierii jądrowej na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley, który kieruje zespołem opracowującym zaawansowany projekt reaktora . Zdolność paliwa Lightbridge do pracy w znacznie niższej temperaturze niż konwencjonalne paliwo tlenkowe ma duże zalety w zakresie bezpieczeństwa.
Kwestia bezpieczeństwa jest jednak skomplikowana, według Iana Scotta, współzałożyciela Energia Moltex , firma z siedzibą w Wielkiej Brytanii, która opracowuje zaawansowany reaktor na paliwo ciekłe. Wysoka zdolność przenoszenia ciepła paliwa stałego oznacza, że pręty ostygną szybciej w przypadku chwilowej utraty chłodziwa. Ale temperatura topnienia prętów Lightbridge jest znacznie niższa niż paliwa z tlenku uranu, co oznacza, że katastrofa może nastąpić znacznie wcześniej.
Scott mówi, że w tej chwili istnieje duży nacisk na tworzenie paliw „odpornych na wypadki” dla [konwencjonalnych] reaktorów. To są paliwa, które są jeszcze tolerancja na bardzo wysokie temperatury w wypadku „poza projektowym” niż tlenek uranu. Paliwo Lightbridge idzie w przeciwnym kierunku.
Jak dokładnie regulatorzy w Komisji Dozoru Jądrowego będą postrzegać bezpieczeństwo i korzyści ekonomiczne nowego paliwa, dopiero się okaże. Nie ma jednak wątpliwości, że istniejące reaktory i nowo budowane reaktory o konstrukcji konwencjonalnej są gotowe do zastosowania innowacyjnej technologii paliwowej.
Wykorzystanie tego paliwa w nowych konstrukcjach pomoże poprawić ekonomikę energetyki jądrowej, co będzie bardzo pomocne dla całej branży, mówi Leslie Dewan, współzałożyciel Moc transatomowa , która pracuje nad projektem zaawansowanego reaktora na paliwo ciekłe. Myślę, że największą niewiadomą jest czas potrzebny na certyfikację nowego paliwa.