Przełom w energetyce jądrowej: Reaktor IV generacji uruchomiony w USA
Kairos PowerFirma Kairos Power rozpoczęła w Oak Ridge budowę pierwszego w USA reaktora IV generacji, który nie wykorzystuje lekkiej wody. Jest to również pierwszy tego typu reaktor zatwierdzony do budowy od 50 lat. Równolegle powstaje niejądrowa jednostka demonstracyjna, która wspomoże dalszy rozwój tej technologii
Mimo że Stany Zjednoczone były jednym z pionierów w dziedzinie cywilnej energetyki jądrowej, to obecnie znajdują się daleko w tyle za takimi krajami jak Chiny i Indie. Taki stan rzeczy wynika z wielu czynników, zarówno politycznych, jak i ekonomicznych. Jednakże, rosnąca konieczność ograniczenia emisji dwutlenku węgla przy jednoczesnym utrzymaniu wysokiego poziomu życia w nowoczesnym społeczeństwie przemysłowym sprawia, że reaktory jądrowe ponownie zyskują na znaczeniu, tym razem w bardziej zaawansowanych formach
17 lipca 2024 r. firma Kairos Power rozpoczęła budowę demonstracyjnego reaktora Hermes w Oak Ridge, Tennessee. Jego głównym celem jest rozwój technologii reaktora chłodzonego stopioną solą fluorkową, charakteryzującego się wrodzoną bezpieczeństwem dzięki zdolności do samoistnego wyłączenia i utrzymania chłodzenia rdzenia w przypadku awarii.
Ponadto firma buduje drugą elektrownię w Oak Ridge, zwaną ETU 3.0, która jest zasadniczo niejądrową wersją Hermesa. Ten poligon doświadczalny pozwoli inżynierom badać działające maszyny bez obawy o promieniowanie i pozwoli im znaleźć sposoby, aby budowa i eksploatacja takiej stacji jądrowej była bardziej ekonomiczna. Jest to niezwykle ważne, ponieważ głównym kosztem energii jądrowej nie jest reaktor, ale inżynieria lądowa potrzebna do jego budowy i obsługi.
Według firmy, budowa w Oak Ridge to tylko połowa projektu. Sam reaktor ma konstrukcję modułową. Moduły te zostaną zbudowane i przetestowane w fabryce w Albuquerque w Nowym Meksyku przed wysyłką do Tennessee.
Hermes to reaktor typu pebble-bed, w którym paliwo jądrowe zamknięte jest w kulistych granulkach wykonanych z warstw wzbogaconego uranu, węgla i ceramiki. Cząstki TRi-structural ISOtropic (TRISO) są wielkości ziarenka maku i pełnią rolę maleńkich zbiorników ciśnieniowych. Są one formowane w duże, okrągłe kamyki wielkości kostki brukowej. Kamyczki są umieszczane wewnątrz rdzenia reaktora, który bardziej przypomina lej. Świeże paliwo trafia na górę, stłoczone razem kamyki rozpoczynają i podtrzymują reakcję, a zużyte paliwo jest gromadzone na dnie zbiornika.
Schemat reaktora Hermes
Kairos PowerPodczas gdy podobne reaktory są chłodzone helem, Hermes jest chłodzony przez stopione sole fluorkowe krążące w reaktorze. Sole utrzymują rdzeń reaktora w temperaturze 585°C, odprowadzając ciepło do wymiennika ciepła. Ten wtórny obieg soli jest podłączony do generatora pary, który z kolei napędza turbinę.
W przypadku awarii zasilania reaktora z jakiegokolwiek powodu, kamyki paliwowe automatycznie regulują reakcję jądrową zgodnie z prawami fizyki. W miarę jak reaktor się nagrzewa, coraz mniej neutronów jest dostępnych do podtrzymania reakcji i reakcja wygasa. W ciągu kilku godzin reaktor osiąga punkt stabilności. W międzyczasie stopiona sól przepływa przez naturalny obieg, chłodząc rdzeń. Nawet jeśli temperatura reaktora wzrośnie, kamyki paliwowe są niezwykle wytrzymałe i nie ulegną degradacji w żadnym z przewidywanych scenariuszy.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
Wszystko to odbywa się przy zwykłym ciśnieniu na poziomie morza, więc nie jest wymagana żadna specjalna konstrukcja zabezpieczająca ani zbiornik ciśnieniowy. Reaktor jest również wykonany ze stali nierdzewnej 316, która jest wysoce odporna na korozję solną.
Schemat układu reaktora Hermes
Kairos PowerPrace nad reaktorem Hermes, prowadzone dzięki dotacji Departamentu Energii w wysokości 303 mln USD, mają zostać ukończone do 2027 roku. Chociaż Bill Gates pracuje nad własnym projektem reaktora w Wyoming, to wciąż czeka na zgodę rządu, zanim będzie mógł zbudować samą elektrownię jądrową - zgodę, którą Kairos już posiada.
– Hermes jest kluczowym krokiem w kierunku wdrożenia zaawansowanej technologii reaktorów, która może zmienić nasz krajobraz energetyczny – powiedział Mike Laufer, dyrektor generalny i współzałożyciel Kairos Power. – Wnioski wyciągnięte z budowy i eksploatacji tego reaktora będą nieocenione, aby umożliwić dalsze innowacje w naszym programie testowym i przyspieszyć postępy Kairos Power w kierunku zapewnienia prawdziwej pewności kosztów naszym klientom.
Źródło: Kairos Power
