Reaktory jądrowe IV Generacji przyszłością energetyki jądrowej

Zwiększona wydajność energetyczna, przyjazność dla środowiska, lepsze wykorzystanie uranu – to tylko niektóre z założeń projektów rektorów jądrowych IV Generacji. W ich opracowaniu pomoże również Polska

Publikacja: 10.10.2012 15:41

Reaktory jądrowe IV Generacji przyszłością energetyki jądrowej

Foto: Bloomberg

Podpisując porozumienie w Brukseli w czerwcu br., Narodowe Centrum Badań Jądrowych (NCBJ) przystąpiło do projektu Allegro, na mocy którego polscy uczeni będą członkami międzynarodowego zespołu ekspertów rozwijających technologie reaktorów jądrowych IV Generacji. Wspólnie z naukowcami z Czech, Słowacji oraz Węgier mamy realizować projekt wdrożenia reaktora FGCR (Fast Gas Cooled Reactor), czyli reaktora prędkiego chłodzonego gazem (helem). Pierwszy reaktor demonstracyjny, nazwany będzie reaktorem Allegro.

Allegro jest jednym z trzech podstawowych projektów, realizowanych w ramach prowadzonego przez Komisję Europejską programu European Sustainable Nuclear Industrial Initiative (ESNII), natomiast pozostałe dwa opracowywane są przez zespoły z wiodącym wkładem Francji (reaktor chłodzony sodem) oraz Belgii i Rumunii (reaktory chłodzone stopem ołowiu z bizmutem).

Gaz, woda, ołów...

Członkowie Międzynarodowego Forum Generacji IV – grupy 13 państw aktywnie zaangażowanych w rozwój reaktorów IV Generacji – wybrali sześć technologii reaktorów, które mają zapewnić realizację założeń wdrożenia nowej generacji, czyli m.in. zrównoważony rozwój, bezpieczeństwo, niezawodność, korzystne aspekty ekonomiczne. Do tych technologii zalicza się:

- Reaktor prędki chłodzony gazem - GFR (Gas-Cooled Fast Reactor). W tym wypadku chłodziwem jest hel. Ważną cechą tej technologii jest możliwość sprzężenia produkcji energii elektrycznej z produkcją wodoru, dzięki wykorzystaniu wysokiej temperatury helu opuszczającego reaktor.

- Reaktor wysokotemperaturowy - VHTR (Very-High-Temperature Reactor). Różnica pomiędzy tym reaktorem a GRF polega na tym, że jego działanie opiera się na neutronach termicznych. W VHTR istnieje możliwość kogeneracji wytwarzania energii elektrycznej oraz ciepła, które wykorzystuje się następnie do produkcji wodoru.

- Nadkrytyczny reaktor wodny - SCWR (Supercritical-Water-Cooled Reactor). Wyróżnia się pracą w zakresie parametrów nadkrytycznych wody, która pełni rolę chłodziwa. Sprawność takiego układu jest o ok. 10 proc. większa niż w klasycznych reaktorach lekko wodnych.

- Reaktor prędki chłodzony sodem - SFR (Sodium-Cooled Fast Reactor). Jest to reaktor o prędkim spektrum neutronów, gdzie rolę chłodziwa pełni ciekły sód.

- Reaktor prędki chłodzony ołowiem - LFR (Lead-Cooled Fast Reactor). Odznacza się również prędkim spektrum neutronów. Chłodziwem jest ołów lub stop ołowiu z bizmutem.

- Reaktor chłodzony stopionymi solami - MSR (Molten Salt Reactor). W tym systemie spektrum neutronów może być zarówno termiczne jak i epitermiczne, a paliwo zawarte w rdzeniu tworzy mieszaninę fluorków sodu, cyrkonu i uranu. Moderatorem jest grafit.

Czy warto rozwijać IV generację?

Zdaniem Bertranda Barre'a, doradcy naukowego francuskiego koncernu Areva, należy być przygotowanym na sytuację, w której zasoby dostępnego na świecie uranu będą coraz mniejsze i coraz droższe. Oznacza to zwrot ku ulepszonym technologiom jądrowym, które umożliwią zwiększenie wydajności energetycznej z 33 proc. do ok. 45-50 proc. Reaktory IV Generacji są także przyjazne środowisku naturalnemu ze względu na wydłużony cykl paliwowy oraz możliwość wykorzystania wysokoaktywnych odpadów promieniotwórczych powstających podczas eksploatacji elektrowni jądrowych poprzednich generacji.

Z kolei Bill Gates w wypowiedzi dla "The Wall Street Journal" podkreśla, że zdecydował się zainwestować w technologię IV Generacji wdrażaną przez Terra Power ze względu na zerowe emisje C0

2

, możliwość jednoczesnego użycia oraz powielenia paliwa jądrowego, zwiększone aspekty bezpieczeństwa oraz redukcję kosztów wybudowania i uruchomienia tego typu elektrowni w porównaniu do dotychczas wdrażanych projektów.

Jednak biorąc pod uwagę poziom skomplikowania nowej technologii i wysokie ryzyko związane z brakiem doświadczenia w jej eksploatacji należy spodziewać się, że ramy czasowe projektu będą przekraczać te zakładane na początku. Gdy już wszelkie bariery technologiczno-kadrowe zostaną pokonane, wciąż aktualne pozostaną aspekty polityczne, ekonomiczne oraz ocena opinii publicznej, które w takich projektach mogą niewątpliwie przesądzić o ich finalnym powodzeniu.

Energetyka jądrowa po raz kolejny przechodzi swój renesans, tym razem oferując rozwiązania bardziej skomplikowane, ale wedle założeń efektywniejsze oraz bezpieczniejsze. Czy reaktory IV Generacji spełnią wymagania im stawiane i podołają roli technologii pośrednio "pomostowej" między Generacją III+ a fuzją jądrową? Miejmy nadzieję, że w kolejnej dekadzie powstanie reaktor demonstracyjny i umożliwi nam weryfikację rokowań odnośnie korzyści zamiast rozczarować nas błędnymi założeniami co do tej technologii.

Podpisując porozumienie w Brukseli w czerwcu br., Narodowe Centrum Badań Jądrowych (NCBJ) przystąpiło do projektu Allegro, na mocy którego polscy uczeni będą członkami międzynarodowego zespołu ekspertów rozwijających technologie reaktorów jądrowych IV Generacji. Wspólnie z naukowcami z Czech, Słowacji oraz Węgier mamy realizować projekt wdrożenia reaktora FGCR (Fast Gas Cooled Reactor), czyli reaktora prędkiego chłodzonego gazem (helem). Pierwszy reaktor demonstracyjny, nazwany będzie reaktorem Allegro.

Pozostało 89% artykułu
Energetyka
Energetyka trafia w ręce PSL, zaś były prezes URE może doradzać premierowi
Materiał Promocyjny
Wykup samochodu z leasingu – co warto wiedzieć?
Energetyka
Przyszły rząd odkrywa karty w energetyce
Energetyka
Dziennikarz „Rzeczpospolitej” i „Parkietu” najlepszym dziennikarzem w branży energetycznej
Energetyka
Niemieckie domy czeka rewolucja. Rząd w Berlinie decyduje się na radykalny zakaz
Materiał Promocyjny
Jak kupić oszczędnościowe obligacje skarbowe? Sposobów jest kilka
Energetyka
Famur o próbie wrogiego przejęcia: Rosyjska firma skazana na straty, kazachska nie