Rewolucyjny reaktor atomowy od studentów MIT

Podstawy działania reaktorów torowych na ciekłych fluorkach (LFTR) znane są od lat 50 XX. wieku lecz do dziś nie udało się skutecznie wykorzystać ich do generowania energii na skalę przemysłową. Teraz założony przez studentów MIT startup Transatomic Power ma tego dokonać z pomocą nowego reaktora nazwanego Waste Annihilating Molten Salt Reactor (WAMSR), a dostarczana z jego pomocą energia atomowa ma być tania (jako paliwo wykorzystywane są odpady z klasycznych reaktorów), a także całkowicie bezpieczna.

Reaktor tego typu jest odmianą reaktora torowego bazującego na ciekłych solach. Paliwo jądrowe jak i materiał paliworodny rozpuszczone są w nim w roztopionych solach, które pełnią także rolę chłodziwa. W popularnych reaktorach wodno ciśnieniowych funkcję moderatora i chłodziwa pełni lekka woda - która przenosi ciepło z rdzenia do turbin, które generują elektryczność. Aby wyprodukować wystarczającą ilość ciepła konieczne jest użycie przy tym bardzo radioaktywnego oczyszczonego lub wzbogaconego uranu - w tym rzadkiego i drogiego izotopu U-235.

Z czasem, wraz ze "spalaniem" izotop ten rozpada się na inne pierwiastki - pluton, cyrkon, cez, ksenon czy jod - aż w końcu jest ich tak wiele, że reakcja atomowa zwalnia i drastycznie spada wydajność reaktora. Wtedy trzeba paliwo wymienić - a stare staje się ogromnym problemem w utylizacji.

Tu z pomocą ma przyjść WAMSR, który nie wymaga do działania wzbogaconego uranu, do tego nie musi on być budowany w pobliżu źródeł wody (także da się zminimalizować ryzyko jej skażenia, co nastąpiło na przykład w Fukushimie). Paliwo, które w klasycznych reaktorach uważane jest już za odpad radioaktywny roztapiane jest tam w rozgrzanych do punktu topnienia fluorkach tworząc ciekłą sól, która następnie trafia do wymiennika ciepła, gdzie podgrzewana jest woda napędzająca turbinę generującą prąd.

Reaktor taki nadal produkuje odpady, lecz są one dużo bezpieczniejsze i łatwiejsze w utylizacji - mają czas połowicznego rozpadu wynoszący około 300 lat (w przypadku odpadów z reaktora wodno ciśnieniowego są to tysiące lat).

Niestety reaktory tego typu nigdy nie stały się tak popularne, a to z bardzo prostego względu. Lwia część prac nad atomem prowadzona była przez wojsko, a reaktora tego typu raczej nie da się wsadzić na łódź podwodną lub atomowy lotniskowiec.

WAMSR ma być też dużo bezpieczniejszy. W klasycznych reaktorach atomowych wielkim zagrożeniem jest awaria systemów chłodzenia, co nastąpiło w przywołanej już wcześniej Fukushimie - wyłączone zostały generatory zasilające chłodzenie, ciepło gromadziło się w rdzeniu aż doszło do jego stopienia w wyniku czego wydzielone zostały duże ilości wodoru, który eksplodował. W przypadku nowego reaktora jego rdzeń jest zatkany z pomocą materiału, który jest aktywnie chłodzony. Jeśli dojdzie do awarii chłodzenia - korek ten się topi pozwalając ciekłej soli na wypłynięcie do specjalnie przygotowanego zewnętrznego zbiornika, gdzie pod wpływem temperatury atmosferycznej po prostu stanie się ona ciałem stałym, a reaktor automatycznie przestanie pracować.

Do tego dochodzi kwestia kosztów. Firma Transatomic twierdzi, że reaktor o mocy 500 MW ma kosztować początkowo około 1.7 miliarda dolarów, podczas gdy nowoczesny reaktor wodno ciśnieniowy Westinghouse AP1000 o mocy około 1000 MW kosztuje około 7 miliardów dolarów. Jak zatem widać koszt jednego wata energii powinien być mniejszy o połowę. Jest tak m. in. dlatego, że nowy reaktor jest na tyle mały, że można go zbudować w całości w fabryce i potem tylko zainstalować w docelowym miejscu działania.

Źródła: ,