Znajdź zawartość

Amerykańska firma Hyperion zapowiada, że w ciągu 5 lat na rynek trafią... miniaturowe reaktory jądrowe. Urządzenia o średnicy zaledwie 1,5 metra mają produkować 27 megawatów mocy, co zapewni energię elektryczną dla około 20 000 gospodarstw domowych. Hyperion Hydride Reactor nie zawiera ruchomych części i nie wymaga chłodzenia wodą. Ma być urządzeniem całkowicie bezobsługowym. Może więc zostać zainstalowany dosłownie wszędzie. Firma Hyperion zakłada, że reaktor zostanie zamknięty w betonowym sarkofagu i zakopany pod ziemią. Po to jedynie, by zabezpieczyć go przed niepowołanym dostępem. Co 7-10 lat reaktor trzeba będzie wykopać w celu uzupełnienia paliwa. John Deal, prezes Hyperion, mówi, że jego firma otrzymała już ponad 100 zamówień na miniaturowe reaktory. Pochodzą one zarówno z przemysłu wydobywczego, jak i z krajów rozwijających się. Niewielki generator może być idealnym rozwiązaniem dla izolowanych społeczności. Budowa i utrzymanie setek kilometrów linii energetycznych jest bowiem bardzo kosztownym przedsięwzięciem. Ponadto, jako że generator pracuje 24 godziny na dobę, zapewnia 15-krotnie więcej energii niż największa na świecie 120-metrowej wysokości turbina wiatrowa o mocy 5 megawatów. Całkowity koszt reaktora, towarzyszących mu urządzeń oraz ich instalacji wynosi około 25 milionów dolarów. Firma Hyperion zauważa, że reaktor nie emituje gazów cieplarnianych, a jeśli weźmiemy pod uwagę materiały zużyte do budowy, jest on ponoć bardziej ekologiczny niż turbiny wiatrowe. W reaktorze użyto rdzenia z wodorku uranu, który jest otoczony wodorem. Materiał radioaktywny jest zbyt ubogi, by mógł posłużyć do produkcji broni atomowej. Hyperion obiecuje, że koszt produkcji kilowata energii w jego reaktorze będzie wynosił około 10 centów za kilowatogodzinę. Firma będzie musiała zatem konkurować z minireaktorem 4S Toshiby, którego nazwa pochodzi od "super-safe, small and simple" (superbezpieczny, mały i prosty). Japoński koncern pracuje bowiem nad 10-megawatowym reaktorem, który będzie wymagał napełniania raz na 30-40 lat. 4S to chłodzone sodem urządzenie, które do kontroli przebiegu reakcji będzie wykorzystywało lit-6. Toshiba chce, by demonstracyjna wersja 4S była gotowa w 2011 roku, a koszt kilowatogodziny wynosił 5 centów.

Francuska państwowa firma DCNS, wyspecjalizowana w budowie okrętów wojennych, wpadła na pomysł budowania podwodnych elektrowni jądrowych. Firma ma zamiar opracować reaktor, przeznaczony do zatopieniu w morzu, którzy będzie przesyłał energię na wybrzeże. Reaktory Flexblue mają zapewnić moc rzędu 50-250 megawatów. Będzie on miał postać 100-metrowego cylindra o średnicy około 15 metrów. Urządzenie będzie umieszczane 80-100 metrów pod wodą, w odległości kilku kilometrów od brzegu. Szef DCNS mówi, że taka lokalizacja zabezpieczy reaktory przed atakiem terrorystycznym. Pomysł dobrze wpisuje się w popularny ostatnio trend budowy niewielkich reaktorów, takich jak Hydride Reactor Hyperiona czy mPower firmy Babcock and Wilcox. DCNS ma nadzieję, że badania i prace projektowe zakończą się do roku 2016, kiedy to ma powstać pierwszy prototypowy Flexblue.

Na początku lat 90. ubiegłego wieku powstała koncepcja reaktora z falą wędrującą (Traveling Wave Reactor - TWR). Teraz grupa naukowców skupiona w firmie Intellectual Ventures zaproponowała pierwszy projekt takiego urządzenia. TWR to niewielki reaktor jądrowy, który raz napełniony mógłby działać teoretycznie przez setki lat. Obecne elektrownie atomowe wymagają wymiany paliwa co kilkanaście miesięcy. Jest to proces kosztowny i niebezpieczny, a wypalone paliwo trzeba składować w odpowiednich warunkach i pilnować, by nie wpadło w ręce osób, skłonnych skonstruować brudną bombę. TWR ma też i tę zaletę, że, jako iż nie niesie ze sobą takich kosztów i niebezpieczeństw co obecnie stosowane reaktory, zaistnieniem na rynku energetyki jądrowej mógłby zainteresować się kapitał prywatny, co zwiększyłoby jego innowacyjność i elastyczność. Obecnie na rynku tym działają przede wszystkim firmy i instytucje państwowe. Działanie TWR polega na tym, że reaktor sam produkuje dla siebie paliwo. Obecne reaktory wykorzystują łatwo rozszczepialny uran-235, pozyskiwany z nierozszczepialnego uranu-238. Produkcja odbywa się w specjalnych zakładach wzbogacania paliwa. Z kolei do zbudowania rdzenia TWR potrzebna jest niewielka ilość uranu-235. Resztę stanowi uran-238, który bardzo łatwo pozyskać. Jak mówi Charles W. Forsberg, dyrektor Nuclear Fuel Cycle Project w MIT, ilość uranu-235 potrzebnego do zasilania TWR jest tak mała, że do zaspokojenia światowych potrzeb wystarczyłby tylko jeden zakład wzbogacania. Reaktor z falą wędrującą wykorzystuje uran-235 i uran-238 do produkcji paliwa, plutonu-239. Oczywiście we współczesnych reaktorach również powstaje pluton-239, ale by go pozyskać, trzeba wyjąć wypalone paliwo i poddać je kosztownej i niebezpiecznej obróbce chemicznej. Pojawia się tutaj ryzyko kradzieży materiału na potrzeby broni jądrowej. Ryzyko, które nie występuje w TWR, gdyż reaktor na bieżąco zużywa wyprodukowany przez siebie pluton. Prace koncepcyjne nad TWR są już na tyle zaawansowane, iż prowadzone są pierwsze rozmowy z ewentualnymi inwestorami. Pozostało jeszcze do rozwiązania kilka problemów, na przykład trzeba sprawdzić, jak TWR zachowa się w razie wystąpienia awarii, jednak przedstawiciele Intellectual Ventures uważają, że pierwsze reaktory nowego typu mogą trafić na rynek na początku lat 20. obecnego wieku. W skład nowego reaktora wchodzą pompy chłodzące, zbiornik z chłodzącym sodem, komora na gazy powstające w czasie reakcji oraz setki prętów z paliwem. Pręty tworzą rdzeń o szerokości jednego metra. Przez rdzeń przesuwa się "wędrująca fala", której prędkość wynosi 1 centymetr na rok. Paliwo, znajdujące się w zasięgu fali, jest przetwarzane na pluton, a ten zostaje zużyty do reakcji. Obecnie na świecie działa 439 elektrowni atomowych, z czego 104 znajdują się w USA. Zapewniają one 14,2% zużywanej przez ludzkość energii (19,4% w USA). Na całym świecie buduje się 11 elektrowni, a w USA istnieją propozycje zbudowania 31.