Zrównoważona energetyka jądrowa o krok bliżej

Zrównoważona energetyka jądrowa o krok bliżej

Jak donosi serwis physorg.com czwarta generacja reaktorów jądrowych może zbliżyć się do idealnego cyklu paliwowego. Będzie to oznaczało minimum odpadów radioaktywnych i maksymalne wykorzystanie dostępnego paliwa nuklearnego. Badaniami dotyczącymi reaktorów GFR (Gas-cooled Fast Reactor - reaktor prędki chłodzony gazem) zajmuje się między innymi Holenderski naukowiec, Wilfred van Rooijen z Delft University of Technology w Holandii.

Z dotychczasowych rozważań Rooijen’a wynika, że zamknięty cykl paliwowy można zrealizować przy pomocy reaktora typu GFR. Reaktory prędkie chłodzone gazem to już czwarta generacja reaktorów jądrowych, znajdująca się aktualnie w fazie bardzo wczesnych projektów. Jako czynnik chłodzący GFR wykorzystywałby hel. Jego zaletą powinno być oszczędne zużycie paliwa jądrowego i niska produkcja odpadów radioaktywnych. Jednak pojawienie się technicznych możliwości pozwalających na budowę tego typu obiektów nadal pozostaje kwestią odległej przyszłości.

W badaniach nad reaktorami GFR naukowcy dążyli do opracowania zamkniętego cyklu paliwowego, w którym jako materiał rozszczepialny wykorzystywany byłby tylko uran naturalny (bez konieczności jego wzbogacania), a jedynymi odpadami byłyby produkty procesu rozszczepienia jądrowego. Uran i cięższe izotopy, takie jak pluton i ameryk, które w obecnie stosowanych reaktorach odpowiedzialne są za wysoki stopień radioaktywności odpadów, zostałyby przetworzone w reaktorze GFR i całkowicie spalone (rozszczepione). Zastosowanie w reaktorze GFR zamkniętego cyklu paliwowego pozwoliłoby zatem zmaksymalizować wykorzystanie materiału rozszczepialnego przy jednoczesnym ograniczeniu szkodliwości powstałych odpadów radioaktywnych.

Badania Rooijen’a pokazują również, że w reaktorze GFR można przetwarzać odpady z innych reaktorów starszego typu, np. LWR (reaktory z wodą lekką). Oznacza to, że reaktor GFR mógłby posłużyć jako utylizator odpadów radioaktywnych.

W swoich badaniach Rooijen oprócz możliwości zastosowania zamkniętego cyklu paliwowego skoncentrował się na kwestiach bezpieczeństwa pracy GFR. W celu zwiększenia bezpieczeństwa dla reaktora GFR zaprojektowano specjalne elementy umożliwiające jego automatyczne wyłączenie w razie awarii. Rooijen poddał te elementy analizie i udowodnił, że z ich użyciem w reaktorze GFR awaria będzie przebiegać bez uszkodzenia prętów paliwowych.

(au)