Jaunattīstības valstis ātri virza uz priekšu kodolenerģiju

Ātrie reaktori, kuru ātrgaitas neitroni var sadalīt kodolatkritumus, ir ceļā uz komercializāciju. Šo vēstījumu spēcīgi virzīja Krievija, Ķīna un Indija.

Ātrais ceļš: Ātrgaitas izmēģinājumu reaktors Kalpakkamas kodolkompleksā Indijā.

Pasaules konferencē, ko pagājušajā nedēļā Parīzē sponsorēja Starptautiskā Atomenerģijas aģentūra, Krievija un Indija aprakstīja lielas demonstrācijas stacijas, kas sāks darboties nākamgad, un turpmāko izvietošanu, kas joprojām ir projektēšanas fāzē. Tikmēr Ķīna aprakstīja plašus pētniecības un attīstības centienus, lai līdz 2030. gadam ātri reaktori aptvertu vismaz vienu piekto daļu no tās kodolieroču jaudas.

Sadalot visilgāk kalpojošās un karstākās izlietotās kodoldegvielas sastāvdaļas no vieglā ūdens reaktoriem, ātrajiem reaktoriem būtu nepieciešami tikai 2 procenti no telpas, kas nepieciešama parastajam reaktoram, lai uzglabātu izlietoto kodoldegvielu. Ātrie reaktori arī samazinātu laiku, kurā atkritumiem jāpaliek glabāšanā, no aptuveni 300 000 gadiem līdz tikai 300 gadiem. Vai tie novērsīs nepieciešamību pēc ģeoloģiskām krātuvēm? Nē. Taču tas samazinās slogu, saka Tjerijs Dužardēns, Ekonomiskās sadarbības un attīstības organizācijas Parīzē bāzētās Kodolenerģijas aģentūras ģenerāldirektora vietnieks.

Tomēr, neskatoties uz šo vilinošo solījumu, mūsdienu moderno ātro reaktoru raksturīgie apdraudējumi bija arī Parīzes konfab, kas noslēdzās dažas dienas pirms pirmdienas divu gadu jubilejas kopš Fukušimas avārijas Japānā. Konferencē Dužardēns sacīja, ka degvielas drošībai un smagu avāriju novēršanai ir jābūt augstām prioritātēm ātrai reaktoru izpētei.

Problēma lielākajā daļā ātro reaktoru būvniecības vai izstrādes laikā ir izkusušais nātrijs, kas atdzesē to serdeņus. Izkausēts nātrijs ir ļoti kodīgs un eksplodē saskarē ar ūdeni un skābekli. Tomēr visbīstamākais ir tas, ka nātrija dzesēšanas ātrais reaktors jeb SFR uzrāda to, ko fiziķi sauc par pozitīvu reaktivitāti. Atšķirībā no parastajiem reaktoriem, kas piedzīvo ātrāko iespējamo ķēdes reakciju, strādājot ar pilnu jaudu, SFR ķēdes reakcija spēj vēl vairāk paātrināt, nekā tā iekārta ir paredzēta. Tādējādi šādi reaktori ir pakļauti lielākam izplūdes reakcijas riskam, kas var izraisīt serdeņa kušanu vai pārraut tā tērauda tvertni.

Daudzas tehniskās prezentācijas pagājušās nedēļas sanāksmē bija vērstas uz uzlabotiem materiāliem un dizainiem, kas paredzēti, lai aizsargātu SFR no vissmagākajiem negadījumiem, kādus var iedomāties. Taču arī alternatīvie pamata modeļi bija labi pārstāvēti, un dažas valstis ierobežo savas likmes, pārbaudot alternatīvas. ASV uzņēmums, Transatomiskais spēks , nesen atklāja konstrukcijas jauna veida izkausēta sāls reaktoram, kuram ir atšķirīgi drošības parametri nekā reaktoram, ko dzesē ar kausētu nātrija metālu, un tam jābūt kompaktam un lētam ražošanā (skatiet Drošāku kodolenerģiju par pusi cenas).

Šī divējāda pieeja ir redzama Krievijas valsts kodolkorporācijas Rosatom ātro reaktoru programmā. Valērijs Račkovs, Rosatom Leipunska Fizikas un enerģētikas institūta zinātniskais direktors, saka, ka Krievijai ir nepieciešami ātri reaktori, lai uzturētu savu kodolenerģijas programmu. Vieglūdens reaktori, kas tiek būvēti Krievijā, līdz 2020. gadam nodrošinās valstij papildu 10 gigavatus kodolenerģijas jaudas, kas ir par 42 procentiem, taču turpmāka izaugsme kļūs sarežģīta, ja Krievija nespēs pārvaldīt savu izlietoto kodoldegvielu, saka Račkovs.

Tādējādi Rosatom ieguldījums 2,5 miljardu eiro (3,25 miljardu ASV dolāru) apmērā bija vērsts ne tikai uz ātro reaktoru tehnoloģijām, bet arī uz iekārtām, lai pārstrādātu izlietoto degvielu ātrgaitas reaktoru degvielā. Rosatom savu BN-600, 600 megavatu ātru reaktoru, ekspluatē kopš 1980. gada Belojarskas atomelektrostacijā. Rosatom plāno, ka nākamgad Belojarskā sāks ekspluatēt modernizētu 880 megavatu versiju. Tas būtu tuvu dažu komerciālo kodolreaktoru 1000 megavatu lielumam.

Ivanovičs Zagorulko, Rosatom Leipunska institūta ātro reaktoru speciālists, saka, ka BN-600 nopietnas nātrija noplūdes piedzīvoja tikai pirmajos četros darbības gados. Un viņš saka, ka 1987. gada incidents, kurā daļiņu piesārņojums, kas uzkrājas nātrija dzesēšanas šķidrumā, izraisīja tā ķēdes reakcijas paātrināšanos, tika atrisināts ar uzlabotu attīrīšanas sistēmu un stingrāku gaisa plūsmas kontroli apkopes laikā, lai nepieļautu piesārņojumu. Viņš piebilst, ka BN-800 nodrošina papildu drošības uzlabojumus.

Taču Zagorulko saka, ka joprojām pastāv liela plaisa starp BN-800 konstrukciju un starptautiskajiem drošības kritērijiem, ko Rosatom plāno izpildīt ar 1200 megavatu komerciāla mēroga ātro reaktoru BN-1200, kas tagad ir projektēšanas fāzē. Sergejs Šepeļevs, Rosatom meitasuzņēmuma Afrikantov OKBM pārstāvis, atklātās sesijas laikā atteicās apspriest ar BN-600 1987. gadā notikušo incidentu. Kad pēc sesijas tika pratināts, Šepeļevs sacīja, ka par incidentu ir daudz versiju un ka nav zināms, kura ir pareiza, taču viņš ir pārliecināts, ka BN-1200 ir absolūti droša konstrukcija.

Rosatom izstrādā arī citu ātru reaktoru, kas atdzesēts ar izkausētu svinu. Svina dzesēšanas šķidrums ir mazāk kodīgs nekā nātrijs un ķīmiski inerts pret ūdeni un gaisu. Tas nekad nav izmantots spēkstacijās, bet Krievijas kodolzemūdeņu reaktori jau sen ir atdzesēti ar svina sakausējumu. Rosatom plāns paredz, ka līdz 2020. gadam Belojarskā darbosies 300 megavatu ar svinu dzesēta demonstrācijas stacija.

Dažas valstis ir vairāk veltītas esošajai ātro reaktoru tehnoloģijai. Indijas pētnieki Parīzes sanāksmē dedzīgi strīdējās par nātrija dzesēšanas reaktoru drošību. Indijas 500 megavatu SFR demonstrācijas stacija Kalpakkamā tuvojas pabeigšanai, un valstij piederošajai Indijas kodolenerģijas korporācijai ir zaļā gaisma, lai šajā vietā uzbūvētu vēl divus 500 megavatu SFR.

Liekas pasīvās drošības sistēmas ir viena no atbildēm, uzskata Narajanasamijs Mahendrans, Indijas kodolenerģijas inženieris. Piemēram, rezerves dzesēšanas cilpas izmanto tikai konvekciju, lai paņemtu siltumu no reaktora un izmestu to gaisā virs reaktora ēkas. Viņu rūpnīcā ir četras šādas divu atšķirīgu dizainu cilpas. Jebkuriem diviem jābūt spējīgiem uzturēt reaktoru vēsu, ja staciju pazustu, piemēram, tas, kas izraisīja Fukušimu. Tāpat viņš saka, ka serdes vadības stieņus piekar elektromagnēti, un tādējādi tie var pasīvi nokrist gravitācijas ietekmē, lai stacijas apslēgšanas laikā momentāni izjauktu reaktoru.

Eiropas, Japānas un ASV pētniekiem Parīzē bija jāņem vērā pētniecības sasniegumi, bet nebija finansējuma lielu demonstrācijas projektu atbalstam. Attiecībā uz ASV galvenā uzmanība tiek pievērsta krātuvju atrašanai pagaidu un ilgtermiņa atkritumu uzglabāšanai. ASV būs vērsta uz ģeoloģisko apglabāšanu vismaz dažas desmitgades, saka Pīters Laions, ASV enerģētikas sekretāra vietnieks kodolenerģijas jautājumos.

Finansējuma trūkums Japānā un Eiropā lielā mērā ir saistīts ar Fukušimas korozīvo ietekmi. Francija viena pati īsteno Eiropas vienīgo labi finansēto ātro reaktoru programmu: 650 miljonus eiro vērtu dizainu ar nosaukumu Astrid, kurā ir iekļauti daži drosmīgi nākamās paaudzes komponenti. Piemēram, cietvielu elektromagnētiskie sūkņi pārvieto nātrija dzesēšanas šķidrumu. Paredzams, ka tie būs efektīvāki un uzticamāki nekā sūkņi ar kustīgām daļām.

Tomēr Astrīdas nākotne ir atkarīga no Francijas enerģētikas politikas pārskatīšanas, kas tika uzsākta pagājušajā mēnesī un kas vēl varēja redzēt valsts atteikšanos no kodolenerģijas (skatiet Vai Francija atteiksies no kodolelektrostacijas lomas?). Pierre Le Coz, projekta vadītājs Francijas Atomenerģijas komisijā, saka, ka, ja Francija piecu gadu laikā ir sākusi atkāpties no kodolenerģijas, kad Astrīdas dizains ir nobriedis, viņi, iespējams, nesaņems zaļo gaismu būvniecībai.

Japānas ātro reaktoru programma kādreiz vadīja pasauli, bet tagad tā ir iesaldēta, kā arī visi Japānas kodolreaktori, izņemot divus. Secīgi Japānas premjerministri cenšas no jauna definēt Japānas enerģētikas politiku pēc Fukušimas avārijas. Katrs no japāņu valodas runātājiem pagājušajā nedēļā sāka savas sarunas ar atgādinājumu par vairāk nekā 100 000 cilvēku, kuri joprojām ir pārvietoti no savām mājām, no kuriem daži nekad neatgriezīsies, un par zivsaimniecībām un lielajiem mežiem, kas joprojām ir piesārņoti.

Viņi bija tikpat uzmanīgi par negadījuma ietekmi uz viņu kolēģu centieniem attīstīt kodolenerģiju. Kā savā uzrunā teica Japānas Atomenerģijas komisijas priekšsēdētājs Shunsuke Kondo: Tas, ka šis negadījums ir radījis bažas visā pasaulē par kodolenerģijas ražošanas drošību, Japāna uztver ļoti nopietni.

paslēpties