Zabezpečenie bezpečnej budúcnosti pre jadrovú energiu

Svet potrebuje rozšíriť globálnu výrobu jadrovej energie, aby pomohol obmedziť globálne emisie uhlíka. Tento záver je založený na mnohých modeloch a projekciách, ktoré naznačujú, že obnoviteľné zdroje to nedokážu samé.

Je tu však jedno významné upozornenie. Jednoducho nemôžeme mať veľké jadrové incidenty, aké sa odohrali v Černobyle na Ukrajine a vo Fukušime v Japonsku. To sú udalosti, ktoré považujem za nízkorizikové, ale s vysokým následkom.

V histórii jadrovej energetiky sa vyskytlo len málo vážnych incidentov. Ale jadrové elektrárne majú jedinečný potenciál natrvalo vysídliť celé mestá v prípade vážnej havárie.

Havária v Černobyle nakoniec vyhnala z domovov približne 350,000 XNUMX ľudí. Tisíce kilometrov štvorcových boli vyčlenené ako neobývaná zakázaná zóna okolo jadrovej elektrárne v Černobyle. V dôsledku havárie vo Fukušime bolo tiež vysídlených veľa ľudí, aj keď ich nebolo toľko ako v Černobyle.

Ak má jadrová energia využiť svoj potenciál na znižovanie emisií uhlíka, musíme zabezpečiť, aby takéto havárie už neboli možné.

Budovanie bezpečnejších jadrových elektrární

Nedávno som mal možnosť hovoriť o týchto problémoch s Dr. Kathryn Huff, zástupkyňou tajomníka Úradu pre jadrovú energiu Ministerstva energetiky.

Dr. Huff vysvetlil, že pasívne bezpečnostné systémy sú kľúčom k zabezpečeniu toho, že v prípade havárie môžu pracovníci odísť z jadrovej elektrárne a tá sa vypne v bezpečnom stave.

Tu je dôležité rozlišovať. Verejnosť môže očakávať, že jadrové projekty budú odolné voči poruchám, ale existuje veľa dôvodov, prečo sa táto metrika nikdy nedosiahne. Jednoducho sa nemôžete chrániť pred každým možným incidentom, ktorý by sa mohol stať. Snažíme sa teda zmierniť možné následky a implementovať bezpečné návrhy.

Jednoduchým príkladom konštrukcie zabezpečenej proti poruche je elektrická poistka. Nezabráni incidentu, keď sa cez poistku pokúsi pretiecť príliš veľa prúdu. Ak sa to však stane, spojenie sa roztaví a zastaví tok elektriny – stav bezpečný pri poruche. Ani Černobyľ, ani Fukušima neboli bezpečné konštrukcie.

Ako sa však dajú realizovať takéto bezpečné konštrukcie? Dr. Huff poukázal na dva príklady.

Prvým je nový tlakovodný reaktor (PWR) AP1000® od r Westinghouse. Problémom vo Fukušime bolo, že po odstavení bolo potrebné mať k dispozícii energiu na cirkuláciu vody na chladenie reaktora. Keď došlo k strate energie, schopnosť ochladiť jadro reaktora bola preč.

Nový reaktor APR sa spolieha na prírodné sily, ako je gravitácia, prirodzená cirkulácia a stlačené plyny, aby cirkulovali vodu a chránili jadro a kontajnment pred prehriatím.

Okrem pasívneho chladenia došlo k inováciám pri vývoji typov palív novej generácie, ktoré sú odolné voči nehodám. Napríklad trištrukturálne izotropné (TRISO) časticové palivo je vyrobený z uránového, uhlíkového a kyslíkového palivového jadra. Každá častica je svojím vlastným zadržiavacím systémom vďaka vrstvám s trojitým povlakom. Častice TRISO vydržia oveľa vyššie teploty ako súčasné jadrové palivá a v reaktore sa jednoducho neroztopia.

Dr. Huff povedal, že do konca dekády bude online demo pokročilého reaktora s kamienkovým lôžkom plným častíc TRISO.

Tieto dve inovácie môžu zabezpečiť, že budúce jadrové elektrárne nikdy nezaznamenajú veľkú haváriu. Je však potrebné vyriešiť ďalšie otázky, ako je likvidácia jadrového odpadu. Tomu sa budem venovať – rovnako ako tomu, čo robia USA na podporu jadrovej energie – v časti II môjho rozhovoru s Dr. Huffom.