Nová generácia modulárnych reaktorov prináša bezpečnejšiu produkciu elektriny

 

KĽÚČOVÉ ZISTENIA:

• Výstavba menších modulárnych systémov prebieha v továrňach, čo výrazne znižuje náklady.

• Nový typ paliva odoláva teplotám až do 1 800 °C.

• Simulácie chladenia olovom potvrdzujú stabilitu aj pri prieniku vodnej pary do systému.

Jadrová energetika prechádza zmenou prístupu k dizajnu a výstavbe nových elektrární. Zatiaľ čo tradičné zariadenia bežne produkujú 1 000 až 1 600 MW a ich výstavba trvá dlhé roky, modulárne jednotky prichádzajú s odlišnou stratégiou. Tieto menšie systémy sa vyrábajú po častiach v továrňach a na miesto určenia sa iba dovezú.

Tento koncept výrazne znižuje náklady, skracuje čas výstavby a umožňuje inštaláciu aj v suchých oblastiach s nedostatkom vody. Prvý projekt tohto druhu v štáte Idaho počíta s inštaláciou dvanástich modulov v spoločnej betónovej nádrži. Každý z týchto modulov vygeneruje výkon 60 MW, čo dokáže pokryť energetické potreby pre 40 000 domácností.

Ďalší pripravovaný komplex v Utahu využije päť reaktorov s výkonom 300 MW, čím dosiahne celkový výkon 1 500 MW. Uvedenie týchto zariadení do prevádzky a ich napojenie na distribučnú sieť sa očakáva v roku 2026. Bezpečnosť týchto zariadení zvyšuje aj využitie pokročilého paliva známeho pod skratkou TRISO. Toto palivo tvoria malé častice obalené vo viacerých ochranných vrstvách, ktoré sú uložené v peletách z karbidu kremíka.

Počas laboratórnych testov si tento materiál udržal svoju celistvosť pri teplote 1 800 °C po dobu takmer sto hodín. Takáto tepelná odolnosť vysoko prevyšuje hranicu 1 600 °C, ktorú by teoreticky mohla dosiahnuť aktívna zóna pri najzávažnejšej havárii. Alternatívny prístup k bezpečnosti predstavujú rýchle reaktory, ktoré ako chladiace médium využívajú tekuté olovo.

Výskumníci v tomto prípade analyzujú riziká spojené s prípadným prasknutím teplovýmennej rúrky a prienikom vysokotlakovej vody do primárneho okruhu. Ak podiel vodnej pary na vstupe neprekročí úroveň 15 %, maximálna teplota v palivovej kazete nepresiahne technické limity.

Voda sa pri tomto procese zhlukuje do submilimetrových bublín, ktoré sa následne hromadia na okrajoch palivových kanálov. Všetky tieto technologické úpravy smerujú k vytvoreniu energetických zdrojov s minimálnym rizikom radiačnej havárie.

Modulárne systémy a nové chladiace médiá dokážu poskytnúť stabilný výkon pre priemysel pri zachovaní prísnych bezpečnostných noriem. S rastúcim dopytom po elektrickej energii pre výpočtové strediská a výrobu predstavujú tieto inovácie strategické riešenie. Prechod na palivo s vyšším obohatením izotopom uránu navyše prináša efektívnejšie spaľovanie a menší objem odpadu.

PREČO JE TO DÔLEŽITÉ: Technologický pokrok v chladení olovom a modulárnej výstavbe merateľne zvyšuje bezpečnosť a finančnú dostupnosť prevádzky budúcich jadrových elektrární.

Zdroj: popularmechanics.com foto: ChatGPT