Obraz wprowadzający

Małe reaktory jądrowe – Technologia

Małe reaktory modułowe mogą ponownie określić charakter energetyki jądrowej. Ich najważniejszymi cechami są: niezawodna praca, zapewnienie bezpieczeństwa oraz ochrona zasobów. Małe reaktory modułowe (SMR) to reaktory jądrowe, które mogą być produkowane masowo. Przy budowie bloków energetycznych następuje jedynie ich składanie, a nie tworzenie od podstaw. Poza tym technologia SMR może oznaczać całkowicie odmienny sposób wytwarzania energii jądrowej. Wyróżniamy następujące typy reaktorów:

·       AGRadvanced gas-cooled reactor – zaawansowany reaktor chłodzony gazem;

·       BHWRboiling heavy water reactor – reaktor ciężkowodny wrzący;

·       BWRboiling water reactor – reaktor wodny wrzący (ABWRadvanced boiling water reactor – zaawansowany reaktor wodny wrzący)* PHWRpressurized heavy water reactor – ciśnieniowy reaktor ciężkowodny;

·       PWRpressurized water reactor – reaktor wodny ciśnieniowy;

·  MKERmnogopetlewyj kanalnyj energeticzeskij reaktor (lekkowodny, wrzący reaktor atomowy z moderatorem grafitowym);

·       WWERwodo-wodianoj energeticzeskij reaktor – reaktor energetyczny wodno-wodny;

·       FBRfast breeder reactor – szybki reaktor powielający;

·       GCRgas cooled reactor – reaktor chłodzony gazem;

·       GLWRgraphite light water reactor – grafitowy lekki reaktor wodny;

·  HTRhigh temperature (gas-cooled) reactor – reaktor wysokotemperaturowy (chłodzony gazem);

·       HWLWRheavywater – light water reactor – reaktor ciężkowodny – lekkowodny;

·       LWRlight water reactor – reaktor lekkowodny;

·       Magnox – nazwa pochodzi od stopu magnezowego koszulek paliwowych;

·       VHTRvery high temperature reactor – reaktor bardzo wysokotemperaturowy.

Małe reaktory modułowe (SMR) definiuje się jako reaktory o mocy do 300 MWe, produkowane masowo w zakładach produkcyjnych i dostarczane w całości na miejsce docelowe. Umożliwia to wykorzystanie efektu skali produkcji masowej i osiągnięcie stosunkowo krótkiego czasu budowy. Mały reaktor potrafi wygenerować energię potrzebną rocznie do zasilenia miasta liczącego około 150 tys. mieszkańców. Szacowany koszt wytworzenia 1 MWh energii elektrycznej będzie finalnie o jakieś 30% niższy niż koszt wytworzenia energii z gazu. Ponadto, jeden reaktor modułowy o mocy około 300 MWe pozwala zapobiec emisji do 0,3 do 2,0 mln ton dwutlenku węgla na rok, co jest uzależnione od rodzaju zastępowanego paliwa (np. węgiel kamienny lub brunatny).

SMR-y stwarzają możliwość powstawania małych i większych kompleksów energetycznych, wszystko w oparciu o lokalne potrzeby. Wynika to głównie ze zwiększonych kosztów budowy dużych bloków jądrowych (o mocy powyżej 1 GWe) oraz konieczności zapewnienia dostaw energii w małych sieciach energetycznych o mocy poniżej 4 GWe. Małe reaktory mogą pojawiać się pojedynczo lub w grupie wielu modułów, co ułatwia finansowanie danej inwestycji. Kolejną zaletą SMR-ów jest możliwość zastąpienia stopniowo likwidowanych, wyeksploatowanych elektrowni węglowych, których moce zwykle nie przekraczają 500 MWe.

Modułowe reaktory jądrowe gwarantują także najwyższe standardy bezpieczeństwa. Reaktory BWR posiadają pasywne systemy bezpieczeństwa, to znaczy mechanizmy które uruchamiają samoczynnie procedury chłodzenia bez konieczności udziału operatorów nawet przez 7 dni. Rozwiązanie tego typu pozwala na bezpieczniejszą eksploatację i umożliwia o wiele bardziej elastyczne podejście do lokalizacji reaktorów. Mogą być one zlokalizowane np. w pobliżu niektórych zakładów przemysłowych. Do wzniesienia małego reaktora potrzeba mniej niż 5 hektarów. Z tego powodu małe reaktory modułowe mogą stanowić uzupełnienie dużych elektrowni, ponieważ służą one innym celom. Jeśli technologia ta trafi do Europy, Polska i inne kraje regionu mogłyby z niej skorzystać. Dwie firmy już próbują przetrzeć ten szlak, także z polskim udziałem.

Małe reaktory modułowe są często prezentowane jako przyszłość dla energetyki atomowej. Duże reaktory są kosztowne i produkują odpady radioaktywne, które mogą zagrażać środowisku przez setki tysięcy lat. Przemysł jądrowy rozwija więc mniejsze reaktory, które z założenia powinny być tańsze, bezpieczniejsze i produkować mniej odpadów radioaktywnych. Jednakże najnowsze wyniki badań wskazują jednak, że SMR-y mogą produkować ich nawet więcej niż konwencjonalne reaktory jądrowe. Okazuje się, że przy większości projektów małych reaktorów modułowych (SMR) zwiększa się ilość odpadów podlegających utylizacji. Stoi to w jawnej sprzeczności z korzyściami, jakie mają płynąć z wprowadzenia technologii SMR.

Odpady wysokoaktywne stanowią głównie zużyte paliwo usuwane z reaktorów po wygenerowaniu energii elektrycznej. Natomiast niskoaktywne pochodzą z eksploatacji reaktorów oraz medycznych, akademickich, przemysłowych i innych komercyjnych sposobów wykorzystania materiałów radioaktywnych. Odpady radioaktywne ze zużytego paliwa jądrowego potrzebują hermetyzacji i technologii pozwalającej skutecznie zatroszczyć się o środowisko. Do tego niezbędna jest infrastruktura do przechowywania "atomowych śmieci", której wciąż brakuje. To między innymi one są źródłem katastrofy klimatycznej, więc te z nowego źródła energii nie powinny być ignorowane. Dlatego kraje, które chcą zbudować elektrownię jądrową, małą czy dużą, powinny wziąć pod uwagę, że to nie jest tylko elektrownia jądrowa jako budynek, ale także towarzysząca jej infrastruktura, czyli obiekty takie jak składowisko odpadów czy zakład produkcji paliwa jądrowego. Jest to podstawa udanego wykorzystania tej gałęzi energii