
Małe reaktory jądrowe – Technologia
- Arkadiusz Urzędowski
- 14.07.2022
- 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:
·
AGR –
advanced gas-cooled reactor – zaawansowany
reaktor chłodzony gazem;
·
BHWR
– boiling heavy water reactor – reaktor
ciężkowodny wrzący;
·
BWR –
boiling water reactor – reaktor wodny
wrzący (ABWR – advanced boiling water reactor – zaawansowany reaktor wodny wrzący)*
PHWR – pressurized heavy water reactor – ciśnieniowy reaktor ciężkowodny;
·
PWR –
pressurized water reactor – reaktor wodny
ciśnieniowy;
· MKER
– mnogopetlewyj kanalnyj energeticzeskij
reaktor (lekkowodny, wrzący reaktor atomowy z moderatorem grafitowym);
·
WWER
– wodo-wodianoj energeticzeskij reaktor
– reaktor energetyczny wodno-wodny;
·
FBR –
fast breeder reactor – szybki reaktor
powielający;
·
GCR –
gas cooled reactor – reaktor
chłodzony gazem;
·
GLWR
– graphite light water reactor – grafitowy
lekki reaktor wodny;
· HTR –
high temperature (gas-cooled) reactor
– reaktor wysokotemperaturowy (chłodzony gazem);
·
HWLWR
– heavywater – light water reactor – reaktor
ciężkowodny – lekkowodny;
·
LWR –
light water reactor – reaktor
lekkowodny;
·
Magnox
– nazwa pochodzi od stopu magnezowego koszulek paliwowych;
·
VHTR
– very 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