Wskrzeszenie konstrukcji reaktora odpornego na topnienie

Nowe podejście do starego projektu reaktora może sprawić, że energia jądrowa będzie czystsza i bezpieczniejsza, a przez to bardziej konkurencyjna w stosunku do paliw kopalnych.

Widok wnętrza reaktora na stopioną sól Oak Ridge z lat 70.

Energia naziemna , start-up w Ontario w Kanadzie, komercjalizuje projekt reaktora, który jest oparty na pracy wykonanej w Oak Ridge National Laboratory w Tennessee. Terrestrial planuje rozpocząć licencjonowanie projektu w Kanadzie jeszcze w tym roku.

Terrestrial projektuje reaktor, który jako chłodziwo wykorzystuje stopioną sól zamiast wody.

W ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat naukowcy z Oak Ridge zademonstrowali i przetestowali różne reaktory ze stopioną solą. Terrestrial zmodyfikował jeden z tych projektów w sposób, który według niego sprawi, że technologia będzie wystarczająco tania do wdrożenia.

Koszt budowy konwencjonalnych reaktorów jądrowych jest znacznie wyższy niż w przypadku elektrowni na paliwa kopalne, w dużej mierze z powodu przepisów bezpieczeństwa określających kosztowne nadmiarowe pompy, konstrukcje zabezpieczające i inne części. Dyrektor generalny firmy Terrestrial, Simon Irish, mówi, że projekt stopionej soli może umożliwić uproszczenie i obniżenie kosztów systemów bezpieczeństwa.

W konstrukcjach ze stopioną solą, jeśli wyłączy się zasilanie lub reaktor zostanie uszkodzony, system sam się ochłodzi, nie pozwalając na rozprzestrzenianie się radioaktywności. Konwencjonalne reaktory jądrowe muszą być aktywnie chłodzone, a woda przez nie stale pompowana. Jeśli pompy zatrzymają się, paliwo zaczyna się przegrzewać, co może prowadzić do uwolnienia materiałów radioaktywnych do środowiska.

Rendering projektu reaktora na stopioną sól firmy Terrestrial Energy.

Kilka innych startupów, w tym Moc transatomowa , pracują również nad komercjalizacją reaktorów ze stopionymi solami. Technologia jest również przedmiotem działań badawczo-rozwojowych w Chinach (patrz Leslie Dewan: Innowatorzy poniżej 35 roku życia i bezpieczniejsza energia jądrowa za połowę ceny).

Projekty Terrestrial są bardziej konwencjonalne niż te opracowywane przez Transatomic. Firma planuje użyć tych samych materiałów, które są używane w reaktorach testowanych w Oak Ridge, podczas gdy projekty Transatomic wykorzystują kilka nowych materiałów.

W reaktorze Terrestrial uran jest mieszany z płynem chłodzącym w postaci stopionej soli. Jeśli paliwo jest zbyt gorące, powoduje to rozszerzanie się mieszanki, co spowalnia rozszczepianie i zmniejsza ciepło paliwa. To automatycznie reguluje temperaturę i zapobiega przegrzaniu. Ponadto chłodziwo wrze tylko w bardzo wysokiej temperaturze, więc w przeciwieństwie do wody nie wyparuje, nawet jeśli pompy przestaną działać.

Ponadto, gdyby reaktor uległ uszkodzeniu i doszłoby do wycieku mieszanki paliwa i chłodziwa, reakcje rozszczepienia uległyby spowolnieniu, a stopione paliwo zestaliłoby się, ograniczając rozprzestrzenianie się materiału radioaktywnego.

Irish twierdzi, że projekt zmniejszy również ilość odpadów nuklearnych o około dwie trzecie, ponieważ reaktor pracuje w dwukrotnie wyższych temperaturach niż reaktor konwencjonalny, co poprawia jego wydajność i zmniejsza ilość potrzebnego paliwa. Mówi również, że recykling paliwa, który dodatkowo zmniejsza ilość odpadów, jest prostszy niż w przypadku konwencjonalnych reaktorów.

Aby uczynić projekt Oak Ridge bardziej praktycznym, Terrestrial zmodyfikował go tak, aby mógł być produkowany w fabryce i wysyłany ciężarówką do elektrowni.

Inną charakterystyczną cechą projektu Terrestrial jest to, że kluczowe części są jednorazowe. Jednym z wyzwań związanych z projektem stopionej soli Oak Ridge jest to, że krytyczny materiał, grafit, nie trwa bardzo długo, co oznaczałoby, że operatorzy zakładu musieliby go regularnie wymieniać. Nowa konstrukcja zawiera główne komponenty reaktora, w tym grafit, w szczelnej jednostce, którą można wymieniać co siedem lat, co teoretycznie ułatwia eksploatację elektrowni.

Terrestrial opracował wstępny projekt i współpracuje z Oak Ridge nad stworzeniem jeszcze bardziej szczegółowego projektu, który firma inżynierska mogłaby wykorzystać do stworzenia planów. Terrestrial ma nadzieję, że pierwszy komercyjny reaktor zostanie uruchomiony na początku następnej dekady.

ukryć