Mały reaktor SMR. Jak działa i czym różni się od elektrowni jądrowej?
Przez 70 lat w energetyce jądrowej doszło do wielu zmian, a obecnie największe nadzieje są wiązane z reaktorami modułowymi SMR. Jak działają i czym różnią się od tradycyjnych reaktorów i kiedy w Polsce ma powstać mały SMR?
Spis treści:
Jak działa reaktor SMR?
Małe reaktory modułowe (small modular reactors — SMR) to w praktyce pomniejszone wersje tradycyjnych reaktorów jądrowych znanych z istniejących elektrowni atomowych. W dużym skrócie proces wytwarzania energii elektrycznej w takich konstrukcjach przebiega następująco:
- W rdzeniu reaktora dochodzi do kontrolowanej reakcji łańcuchowej rozszczepienia jąder atomowych.
- Uwolniona energia powoduje ogrzewanie znajdującej się w reaktorze wody, która zmienia się w parę.
- Para wodna napędza turbinę.
- Ruch turbiny generuje energię elektryczną.
Ten sam schemat działania jest wykorzystywany w reaktorach SMR, jednak w porównaniu z tradycyjnymi reaktorami nowa technologia pozyskiwania energii z atomu wprowadza szereg zmian, które mają na celu redukcję kosztów budowy i zapewnienie jeszcze większego bezpieczeństwa w konstrukcjach modułowych.
Czym reaktor modułowy SMR różni się od dużej elektrowni jądrowej?
Przede wszystkim ilością wytwarzanej energii. Małe reaktory modułowe produkują do 300 MW. Dla porównania największa działająca obecnie w Europie elektrownia atomowa w Finlandii, wytwarza 1,6 GW, czyli ponad pięć razy więcej. Kluczowe jest tu jednak słowo "modułowe", które w odniesieniu do nowej technologii oznacza, że poszczególne SMR mogą być ze sobą powiązane i w ten sposób generować znacznie większe ilości energii.
Skąd wniosek, że lepiej będzie zbudować 10 mniejszych reaktorów zamiast jednej potężnej elektrowni? Największe znaczenie mają tutaj koszty i czas, który upływa od rozpoczęcia budowy do osiągnięcia stanu krytycznego — rozpoczęcia reakcji łańcuchowej.
Tradycyjne reaktory wraz z całą potrzebną infrastrukturą są duże. Tak duże, że trzeba je budować na miejscu, a każdy projekt wymaga indywidualnego podejścia. Ilość potrzebnych materiałów w oczywisty sposób podnosi cenę takiego przedsięwzięcia. Konieczność oddzielnego projektowania całego systemu na potrzeby poszczególnych lokalizacji to kolejny element negatywnie wpływający na koszty.
Reaktor SMR, czyli rdzeń wraz z wytwornicą pary i pompą grawitacyjną można transportować TIRem lub statkiem, a "małe" (ok. 25 m x 5 m) wymiary pozwalają na ich masową produkcję w zakładach producenta. Powtarzalność procesu obniża koszty, a możliwość budowy wymaganej ilości reaktorów i łatwego transportu dostępnymi połączeniami redukują czas budowy i zmniejszają prawdopodobieństwo powstawania opóźnień, które są nieodłącznym elementem budowy tradycyjnych elektrowni atomowych.
Gdzie powstaną reaktory SMR w Polsce?
Polska, która do dziś nie doczekała się własnej elektrowni atomowej, zgłasza aspirację do tytułu lidera we wprowadzaniu technologii SMR. 17 kwietnia prezes PKN Orlen, Daniel Obajtek, wraz z prezesem grupy chemicznej Synthos, Michałem Sołowiowem ogłosili wstępną lokalizację 7 małych reaktorów modułowych, które mają zostać wybudowane wspólnymi siłami obu spółek.
Gdzie powstaną pierwsze reaktory SMR w naszym kraju?
- Ostrołęka;
- Dąbrowa Górnicza;
- Stany Monowskie;
- Włocławek;
- Warszawa;
- Kraków Nowa Huta;
- Tarnobrzeg-Stalowa Wola.
Orlen-Synthos stawiają na reaktory BWRX-300, dzieło połączonej pracy zespołów amerykańskiego General Electrics i japońskiego Hitachi. Na początek reaktory mają być umieszczone w pobliżu dużych zakładów przemysłowych, energia z atomu ma być też uzupełnieniem sieci energetycznej dwóch największych miast w Polsce, Warszawy i Krakowa.
Pierwszy reaktor ma zostać uruchomiony w 2029 lub 2030 roku. Do 2038 na terenie Polski ma działać 76 reaktorów modułowych.
Czytaj także:
