Reaktor jądrowy odporny na stopienie. Energetyka nuklearna na progu rewolucji technologicznej?
W Chinach, na pustyni Gobi, ma się rozpocząć konstrukcja nowatorskiej elektrowni nuklearnej. Reaktor jądrowy ją zasilający ma pracować w oparciu o chłodzenie płynnymi solami. To zresztą niejedyny, ani nawet nie najbardziej innowacyjny pomysł na energetykę jądrową przyszłości, nad którą pracuje się w Chinach.
Co zupełnie nietypowe dla potocznej percepcji Chin, tamtejsze innowacje w energetyce jądrowej nie próbują jedynie kopiować kierunków rozwoju wyznaczonych gdzie indziej. Nie idą bowiem (czy też dokładniej – nie tylko) w stronę wzmożonych wysiłków nad reaktorem fuzyjnym, jakie prowadzi się na świecie.
Reaktor jądrowy, którego budowa rozpocząć ma się na pustyni, „tem będzie znamienny”, że działać ma w oparciu o przepływ płynnych soli wraz ze skroplonym dwutlenkiem węgla. Ciecz ta będzie pełnić rolę chłodziwa, zastępując w tej roli wodę.
Jak wiadomo, w przypadku reaktorów chłodziwo spełnia nie tylko funkcję samego chłodzenia sensu stricte. Transferuje także energię (w formie ciepła) z rdzenia do obiegu roboczego. Na tym jednak w tym przypadku nie koniec. Ciecz ta bowiem zawierać będzie ładunki toru (Th). I ten właśnie pierwiastek ma być głównym paliwem reaktora.
Z kolei fakt, że będzie on transportowany do rdzenia reaktora wraz z chłodziwem, umożliwi samoregulację pracy reaktora. W przypadku groźby zwiększenia jego temperatury do poziomu przekraczającego możliwości absorpcji przez chłodziwo, dopływ tego ostatniego zmniejszy się – tym samym zmniejszą się także dostawy paliwa do rdzenia, przygaszając łańcuchową reakcję rozszczepialną. Dodatkową zaletą toru będzie fakt, że jest on bardziej dostępny niż uran, który częściowo zastąpi. Jest także mniej wrażliwy politycznie.
Oczywiście, jeśli chodzi o ideę, Chiny nie są tu pierwsze. Obiekty doświadczalne badające tę technologię działają w Kanadzie, Wielkiej Brytanii, Japonii czy Danii. A także, teoretycznie, w Rosji. Pojawiały się też doniesienia o tym, że reaktor taki chciały zbudować Indie. Dotąd jednak nie doczekał się on tam komercyjnego wdrożenia.
Reaktor, co wyłączy się sam
Co ciekawe, nie jest to jedyny model samoregulującego się reaktora, jaki powstaje w Chinach. Naukowcy z Uniwersytetu Tsinghua uruchomili na początku tego roku wysokotemperaturowy reaktor żwirowy chłodzony gazem (High-Temperature Gas-Cooled Reactor Pebble-Bed Reactor). Od klasycznej konstrukcji różni go, jak nazwa wskazuje, forma rdzenia.
Zamiast wysokoenergetycznych – i bardzo gęstych – prętów paliwowych, wykorzystuje ona „żwir”, którego „kamyki” wykonane są z kapsułek uranu otoczonego grafitem. Żwir ten, choć operuje jak normalny rdzeń, będąc miejscem zachodzenia reakcji rozszczepiania, nie jest zarazem trwale zainstalowany. Możliwe jest regulowanie jego zagęszczenia, zaś ciepło generowane przez reakcje rozkłada się na cały ładunek paliwowy.
Reaktor taki, zaprojektowany do pracy w bardzo wysokich temperaturach, ma nie wymagać wody do chłodzenia. To następuje samoistnie, wraz z cyrkulacją niepalnego gazu. Ta z kolei napędzana jest przez temperaturę rdzenia, nie zaś przez zewnętrzne mechanizmy. Instalacja jest przez to niewrażliwa na ewentualne odcięcie zasilania (obojętnie, wewnętrznego czy zewnętrznego).
Także ten pomysł nie jest absolutnie nowy. W Wielkiej Brytanii pomysły takie wysuwano już w późnych latach 40′. Prace nad takimi instalacjami kontynuowano następnie w Niemczech Zachodnich i RPA. Napotykały one jednak na problemy eksploatacyjne. Tymczasem testy chińskiego reaktora, które przeprowadzono w ciągu ostatniego półrocza, okazały się (przynajmniej oficjalnie) sukcesem.
