Transatomic Powerilla on läheiset siteet Massachusetts Institute of Technologyn (MIT) kanssa. Yhtiö keskittyy nyt ydinvoiman tehostamiseen keskittyen pienempiin, mutta erittäin tehokkaisiin yksiköihin, jotka voidaan rakentaa tehdasvalmisteisesti ja toimittaa sitten kokoonpanopaikalle. Yrityksen asiantuntijat ovat jo onnistuneet luomaan järjestelmän, joka pystyy käyttämään erilaisia polttoaineita, mukaan lukien perinteisessä ydinenergiassa jätetuotteeksi tunnustettuja materiaaleja.
Puhumme suolahajoamisreaktoreista, jotka ovat houkuttelevia siinä mielessä, että ne ovat käytännössä immuuneja sydänsulamisille, kuten Japanin ydinvoimalassa Fukushimassa. Tällaisissa reaktoreissa käytetään suolojen seosta ydinpolttoaineen kanssa, mikä mahdollistaa merkittävästi reaktorissa tapahtuvan ketjureaktion prosessin hidastamisen. Sillä hetkellä, kun ytimen lämpötila nousee, suola laajenee ja johtaa halkeamisnopeuden laskuun. Koska suolan sulamispiste on korkeampi kuin ytimen lämpötila, jopa hätätilanteessa, jossa kukaan ei voi ryhtyä kiireellisiin toimenpiteisiin, reaktio sammuu vähitellen itsestään. Tätä tekniikkaa on ehdotettu aiemmin, mutta Transatomic Power sanoo parantaneensa sitä parantamalla ydinreaktorin sisäistä geometriaa. Juuri nämä muutokset mahdollistavat ydinjätteen tai uraanin, jonka rikastusaste on vain 1,8 %, käytön polttoaineena.
Transatomic Powerin uudet kehityssuunnat ovat mielenkiintoisia ennen kaikkea siksi, että niitä ei voida käyttää luomiseen aseita radioaktiiviset aineet. Tällä hetkellä yhtiön reaktorit pystyvät tuottamaan 500 MW tehoa - murto-osan tavallisten ydinvoimalaitosten sähköstä - mutta ne ovat huomattavasti pienempiä ja tuottavat vain murto-osan jätteestä suuriin laitoksiin verrattuna. Yhtiön kahden miljoonan kehitysdollarin avulla se voi todentaa rakentamansa reaktorin. Seuraava askel on ydinvoimalaitoksen valmiin version rakentaminen. Kuten odotettiin, ensimmäinen näyte tällaisesta asemasta maksaa 1,7 miljardia dollaria. Samalla tällaisten reaktorien kaupallinen tuotanto voidaan aloittaa jo vuonna 2020. Näiden reaktorien tuotannon käynnistäminen olisi suuri askel eteenpäin koko ydinteollisuudelle.
Sulan suolan reaktorit
Sulasuolareaktorit (neste-suolareaktorit - ZhSR tai MSR, Molten Salt Reactor) ovat yksi ydinfissioreaktorien tyypeistä, joissa sulan suolan erityinen seos toimii pääjäähdytysaineena, joka pystyy toimimaan erittäin korkealla lämpötilassa pitäen tässä alhaisessa paineessa. Tämä vähentää mekaanista rasitusta reaktorin sisällä ja lisää sen turvallisuustasoa. Nestemäinen ydinpolttoaine on myös jäähdytysneste, joka mahdollistaa reaktorin suunnittelun yksinkertaistamisen, polttoaineen palamisen tasaamisen ja polttoaineen vaihtamisen ilman reaktoria sammuttamatta.
MSR-reaktorit toimivat melko korkeassa lämpötilassa: 600–700 °C, mikä ei silti ylitä suolasulan kiehumispistettä. Tästä syystä paine ydinreaktorissa pidetään hieman korkeampana - 1 kg / cm2, mikä mahdollistaa reaktorin ilman kallista ja raskasta astiaa. Toinen tärkeä etu on reaktorin pieni sydän, mikä puolestaan tarkoittaa vähemmän suojamateriaalien käyttöä. Yksi niissä käytetyistä nestetyypeistä on torium-232-fluoridiin ja uraani-233:een perustuvia nesteitä. Toriumin tai uraanin kiertoon perustuvat rektorit.
Samaan aikaan monissa reaktorirakenteissa ydinpolttoaine liuotetaan jäähdytysnesteen sulaan fluoridiin - tetrafluoridisuolaan. Berylliumia ja litiumia lisätään myös sulatteeseen. Ydinpolttoaineen kulutuksen arvioidaan olevan noin 1 tonni toriumia 1000 MW tuotettua energiaa kohden. Samaan aikaan rehtori tuottaa vain noin tonnin erittäin radioaktiivista jätettä vuodessa. Tästä tonnista 83 % stabiloituu 10 vuoden kuluttua ja loput 17 % on haudattava pitkäksi aikaa (300-500 vuotta). Samaan aikaan reaktori tuottaa vain 30 grammaa plutoniumia, minkä vuoksi sulan suolan reaktoreita ei voida käyttää aselaatuisen plutoniumin tuottamiseen. Tällä hetkellä maailman todetut toriumvarannot ovat 2,23 miljoonaa tonnia ja vielä 2,13 miljoonaa tonnia vielä löytämättömien varantojen määräksi.
On huomattava, että nykyään MSR-tekniikkaa ei ole vielä niin hyvin tutkittu edes ydinalan insinöörien keskuudessa. Jossa historia Tällaisista reaktoreista on peräisin viime vuosisadan 40-luvun lopulta. 1960-luvun lopulle asti näitä reaktoreita yritettiin mukauttaa niiden kompakti koko huomioon ottaen lentokoneiden virtalähteiksi. Ensimmäinen toimiva reaktori oli valmis vuonna 1954, ja he jopa onnistuivat varustamaan B-36 pommikoneen sellaisella reaktorilla. Mannertenväliset ballistiset ohjukset ja rakettitekniikan kehitys yleensä tekivät kuitenkin lopun lentokoneille, jotka voisivat pysyä ilmassa viikkoja ilman tankkausta.
Suurin syy siihen, miksi MSR-reaktoreita ei ole käytetty laajalti (huolimatta valtavista raaka-ainevarastoista ja pienestä jätemäärästä), on se, että torium ei ollut ydinaseiden tuotannon raaka-aine. Jo 1950- ja 60-luvuilla kiinnostus toriumia käyttävien ydinvoimaloiden kehittämiseen alkoi jäähtyä. Syynä tähän oli kylmän sodan puhkeaminen. Tuolloin megatonnit olivat paljon tärkeämpiä kuin megawatit. Nyt on päinvastoin: megawattia tehdään megatonneista. Noin kolmannes ydinpolttoaineesta tulee vähentyneistä ja vanhentuneista ydinaseista – aselaatuisesta uraanista ja plutoniumista.
Tietolähteet:
http://gearmix.ru/archives/14092
http://www.atomic-energy.ru/video/28796
https://ru.wikipedia.org