Pływające elektrownie jądrowe przyszłością energetyki?

Produkcję tysięcy kompaktowych pływających elektrowni jądrowych zasilanych ciekłą solą zapowiada duński startup Seaborg Technologies. Reaktory wielkości kontenera transportowego będą umieszczane na pływających barkach, rozlokowanych na całym świecie.

Bezpieczeństwo to podstawa

Reaktory bazujące na ciekłych solach są stosowane od lat pięćdziesiątych XX wieku. Te stworzone przez Duńczyków zostały zaprojektowane tak, aby zminimalizować konsekwencje wypadków. Z jednej strony używają paliwa jądrowego zmieszanego z solami fluorków. To połączenie jest płynne w temperaturze powyżej 500°C, dzięki czemu może przepływać przez reaktor, działający pod ciśnieniem zbliżonym do atmosferycznego. Sól jest tutaj chłodziwem paliwa jądrowego, zastępując w tej roli wysokociśnieniowe chłodzenie wodne stosowane w starszych konstrukcjach reaktorów. Jeśli takie paliwo zostanie wystawione na działanie powietrza, nie ulotni się gwałtownie w postaci pary, tylko zadziała jak lawa, zestalając się w formie skały. Oczywiście, skała jest radioaktywna, jednak zdecydowanie nie ma tu porównania z chmurą radioaktywnego gazu, która może rozprzestrzenić się po całym kontynencie. Taką skałę specjaliści z odpowiednimi kwalifikacjami mogą oczyścić i zneutralizować. Ponadto skała ma bardzo niską rozpuszczalność w wodzie, więc będzie bezpieczna, nawet gdyby wpadła do morza.

Z drugiej strony – gdyby temperatura w reaktorze zaczęła wymykać się spod kontroli, natychmiast stopi się znajdujący się na dnie reaktor rodzaj korka z „zamrożonej soli”. To spowoduje, że rdzeń reaktora od razu spłynie do szeregu chłodzonych zbiorników drenażowych zlokalizowanych pod spodem.

Według twórców to właśnie te proste, ale skuteczne środki bezpieczeństwa sprawiają, że nie tyle zostanie wyeliminowane ryzyko wypadków, ale do minimum ograniczy ich skutki. Będą one dzięki temu praktycznie nieodczuwalne.

Masowa skala i oszczędności

Ciekawy jest pomysł Seaborg Technologies, aby reaktory były instalowane na barkach, dzięki czemu mogłyby się po prostu unosić na wodzie. To pozwala na duże oszczędności użytkowników, np. na zakupie ziemi pod budowę elektrowni jądrowych czy całej niezbędnej infrastruktury związanej z zapewnieniem bezpieczeństwa. Barki z reaktorami mogłyby więc bez przeszkód być transportowane w zasadzie w każdej miejsce na Ziemi, cumować na morzach czy rzekach, w zasadzie niezależnie od wielkości akwenów.

Co więcej, reaktory są całkowicie samowystarczalne, mogą też mieć różne wielkości, a więc zaspokajać zróżnicowane zapotrzebowanie na energię. W dodatku ich spięcie z siecią energetyczną jest bardzo proste.

Według Seaborg Technologies, taki sposób produkcji energii może zaspokoić potrzeby 95 procent światowej populacji.

Trudności do pokonania

Żeby jednak nie było tak różowo, pomysł nie jest do końca wolny od niedoskonałości. Po pierwsze, jak wszystkie reaktory ze ciekłymi solami, te od Seaborga są wysoce podatne na korozję. I to nie tylko sama sól jest korozyjna – także fakt, że reaktory miałyby pływać na wodzie, która również ma niemały wpływ na korodowanie metali. Dodatkowo w reaktorach wykorzystujących ciekłe sole, stosuje się grafit. Jest to moderator, który spowalnia neutrony wytwarzane w każdej reakcji rozszczepienia, aby utrzymać reakcję łańcuchową. Niestety, grafit łatwo pęka i słabnie pod wpływem intensywnego promieniowania z wielokrotnym ogrzewaniem i chłodzeniem.

Duński start-up ma na to własne rozwiązanie. Po pierwsze, używa innej niż powszechnie stosowana w tego typu reaktorach soli, czyli wodorotlenku sodu (sody kaustycznej). Rurka z solą paliwową umieszczona jest w większej rurce wypełnionej wodorotlenkiem sodu. W ten sposób stworzono pierwszy w swoim rodzaju reaktor, który jest całkowicie ciekły, a jednocześnie bardzo kompaktowy. Niestety, soda kaustyczna to substancja silnie żrąca, dlatego cała konstrukcja musi to także uwzględniać. I są to wyzwania, z którymi Seaborg Technologies musi się zmierzyć, zanim w ogóle będzie mogła mówić faktycznie o masowej produkcji reaktorów.

Na pewno kluczowa, jak podkreślają twórcy, będzie stała kontrola poziomu korozji oraz odpowiednia konstrukcja. Projekt koncepcyjny jest już gotowy, a firma pracuje obecnie nad projektem podstawowym, na bazie którego powstanie prototyp w pełnej skali.

Anoda