Reaktor z hlbín mora

Autor: Jakub Lüley | 3.9.2015 o 9:19 | Karma článku: 4,46 | Prečítané:  1206x

Ďalší typ reaktora, ktorý si dnes priblížime dlho patril medzi prísne tajné projekty. Napriek tomu s výsledkami a výkonnosťou reaktora bol vďaka americkému filmovému priemyslu oboznámený snáď každý človek čo vlastní televízor.

Po dlhšej odmlke by som rád nadviazal na našu mini sériu predstavovania reaktorov tzv. štvrtej generácie. Môžeme začať menšou rekapituláciou. Čo sú to reaktory štvrtej generácie? V skratke sú to reaktory, ktoré svojím prístupom k prevádzke, bezpečnosti a ekonomickej výhodnosti chcú každého odporcu jadrovej energetiky donútiť prehodnotiť, prípadne aspoň zvážiť svoj postoj a preferencie. V reálnom svete je to možno trochu zložitejšie, ale cieľom jednotlivých konceptov je v princípe eliminácia tých oblastí, ktoré sú najčastejšie kritizované. Ako som už naznačil, reaktory štvrtej generácie nie sú len fiktívny pojem, ale je to šesť konceptov, na výskume ktorých sa celosvetovo pracuje. V blízkej budúcnosti môžeme očakávať aj spustenie niekoľkých demonštračných jednotiek, čiže reaktorov prvých svojho druhu, do prevádzky. V prvej polovici seriálu sme sa venovali konceptom, ktoré sú ideovo najrozličnejšie a to :

V druhej polovici sa pozrieme na reaktory, ktoré sú tak povediac príbuzné. Dali by sa možno prirovnať k bratrancom, pretože rodinnú príslušnosť si nesú aj v názve. Vo všetkých troch prípadoch nájdete pomenovanie rýchly reaktor.

Rýchly v tomto prípade súvisí s energiou neutrónov, ktoré sa v reaktore pohybujú. Rozdiel medzi rýchlymi a pomalými neutrónmi sme si už vysvetľovali, ale minule mi napadlo celkom dobre prirovnanie. Takže v rámci rekapitulácie si reaktor predstavme ako diaľnicu, kde sa Vy ako neutrón pripojíte štandardnou rýchlosťou 130km/h. Potom rozdielom medzi rýchlym a pomalým (štandardne nazývaným tepelným) reaktorom je už len v tom, koľko policajných hliadok, dopravných obmedzení, stavebných prác a českých stredopoliarov jazdiacich celý čas v ľavom pruhu stretnete. A konkrétny príklad? Tak ľahkovodné reaktory, ako sú v Mochovciach (pomalé/tepelné), si predstavte ako diaľnicu na trase Senec-Bratislava o deviatej ráno v pracovný deň a rýchle reaktory ako diaľnicu Viedeň-Graz, kde aj keď si myslíte, že idete rýchlo, tak vás určite niekto vybliká.

Vráťme sa však späť k rýchlym reaktorom štvrtej generácie. Rozdiel medzi troma bratrancami bude v druhej polovici názvu, ktorý charakterizuje daný koncept, v našom prípade je reč o chladiacom médiu.

Prvým bratrancom, ktorého si dnes predstavíme používa ako chladivo roztavené olovo, prípadne zmes olova a bizmutu. V oboch variantoch ide o veľmi podobné koncepty. Hlavný rozdiel je len v teplote tavenia, kde pri olove je to 327 °C a pre olovo-bizmut 123 °C. Budeme ich teda jednotne volať olovom chladený rýchly reaktor.

O rozvoj technológie chladenia reaktora tekutým olovom sa jednoznačne pričinili vedci z bývalého ZSSR. Hoci táto technológia dlho patrila medzi prísne tajné projekty, tak s jej výsledkami bol vďaka americkému filmovému priemyslu oboznámený snáď každý človek čo vlastní televízor.

Prvé nasadenie reaktorov chladených olovom bolo v ponorkách triedy alfa. Kompaktný dizajn, extrémna výdrž bez potreby výmeny paliva a rýchlosť nasadenia do boja, ktorá bola na úrovni niekoľkých hodín, umožnil ponorkám triedy alfa stať sa jednou z najnebezpečnejších zbraní Sovietskeho zväzu a zároveň nekompromisným rivalom amerických hrdinov.

Bohužiaľ širokého nasadenia sa rýchly reaktor chladený olovom, ako zdroj energie pre ponorky, nedočkal. Hlavným problémom, na ktorý tento typ reaktora narážal bola korózia vnútroreaktorových častí. Napriek tomu, že sa s problémom vedci a inžinieri celkom dobre popasovali a pomerne rýchlo tento problém zvládli,  bolo v konečnom dôsledku postavených iba sedem ponoriek s týmto typom reaktora.

Ďalším problémom, s ktorým sa tieto ponorky stretávali, bol ľudský faktor. Olovo je pri normálnych teplotách tuhé, a preto počas kotvenia v prístave bolo nutné reaktor a príslušné časti, kde kolovalo olovo, udržovať horúce za neustáleho dozoru príslušných pracovníkov. Po zatuhnutí bolo už jediným a nákladným riešením kompletná výmena reaktorovej časti. Napriek tomu, počas života týchto siedmich ponoriek boli získane skúsenosti z prevádzky tohto typu reaktora neporovnateľné s ostatnými konceptami štvrtej generácie reaktorov. Z toho dôvodu majú práve Rusi najreálnejšie možnosti rozvíjať túto technológiu, čo v konečnom dôsledku aj robia.

Prvý energetický reaktor chladený tekutým olovom, konkrétne zliatinou olova a bizmutu, ktorého výstavba je ohlásená v nasledujúcich rokoch je reaktor SVBR-100. Tento typ reaktora sa radí medzi malé modulárne reaktory a jeho dizajn je odvodený práve z reaktorov použitých v ponorkách triedy alfa.

Hoci navrhovaný výkon je v rozmedzí od 100 do 400 MWe, jeho modulárny dizajn mu umožňuje použitie pri takzvaných renováciách jadrových elektrární. Neaktívna technologická časť jadrovej elektrárne je počas prevádzky obnovovaná a vo väčšine prípadoch pri odstavení reaktora plne funkčná. Preto aj koncepcia reaktora SVBR-100 dovoľuje jednoduché prepojenie s touto technológiou a tým pádom je možné využívať jestvujúce lokality namiesto budovania nových.

Ďalšou zaujímavou vlastnosťou je interval výmeny paliva, ktorá dosahuje až sedem rokov, čo umožní nasadenie tohto reaktora aj v odľahlejších alebo ťažko dostupných miestach. Rýchle reaktory chladené olovom sa častokrát nazývajú aj baterkové reaktory, pretože sa vyznačujú dlhou periódou výmeny paliva, kde existujú dizajny, ktoré dokážu dodávať energiu až 40 rokov. Ďalší návrh reaktora využívajúci tentokrát ako chladivo čisté olovobol skompletizovaný rovnako v Ruskej federácií a nesie názov BREST (bystry reaktor so svintsovym teplonositelem). Plánovaná je výstavba dvoch variant, prvý s výkonom 300 MWe ako demonštrátor technológie a následne bude realizovaný komerčný variant s výkonom 1200 MWe.

V oblasti vývoja rýchlych reaktorov chladených olovom sa v Ruskej federácií snažia konkurovať krajiny Európskej únie, ktoré pracujú paralelne na dvoch projektoch. Prvý menší projekt kombinuje technológiu rýchleho reaktora a reaktora riadeného urýchľovačom, ktorý nájdete pod názvom MYRRHA.

Princíp tohto reaktora je založený na bombardovaní chladiva protónovým lúčom, kde po náraze vznikajú voľné neutróny, ktoré následne rozvinú štiepnu reakciu v okolitom palive. Výhodou takéhoto prístupu je, že v reaktore  nepotrebujete mať veľké množstvo štiepneho materiálu. Na druhej strane sa však stretávate s technologickými problémami týkajúcich sa vyvedenia protónového lúča do srdca reaktora, nehovoriac o energetickej náročnosti samotného urýchľovača. 

Reálnejšie uplatnenie má druhý projekt, na ktorom sa v Európe pracuje. Reaktor ALFRED je demonštračná jednotka čisto komerčného energetického reaktora porovnateľná s reaktorom BREST-300. Taktiež bude prevádzkovaný s čistým olovom s cieľom demonštrovať technologické riešenia uplatniteľné pre veľkú energetickú jednotku. Pre umiestnenie reaktora ALFRED je už vybraná lokalita v Rumunsku. Projekt je však vedený talianskou spoločnosťou v konzorciu s ďalšími šestnástimi krajinami.

Na záver by som už len vo všeobecnosti zhrnul, že z pohľadu riadenia a prevádzkovania akýkoľvek variant olovom chladeného reaktora patrí k najbezpečnejším konceptom energetického reaktora. Limitujúcim faktorom je však vysoká schopnosť olova vyvolať koróziu konštrukčných materiálov pri vysokých teplotách, ktorú je už v súčasnosti možné prijateľne zvládať. Preto tento reaktor je vhodnou alternatívou k nasledujúcim dvom konceptom, ktoré si v ďalšom pokračovaní predstavíme.

Páčil sa Vám tento článok? Pridajte si blogera medzi obľúbených a my Vám pošleme email keď napíše ďalší článok
Pridaj k obľúbeným

Hlavné správy

ŠPORT

Slovan neplatí ani za nájom štadióna, mestu dlhuje takmer 400-tisíc eur

Hokejový klub nemá na výplaty ani na nájom štadióna. Vedenie tvrdí, že sezónu v KHL dohrá.

ŠPORT

Za Slovanom stále cítiť pachuť vytunelovaných harvardov

Medzi majiteľmi je dodnes firma zapletená do tunelovania harvardských fondov.

PLUS

Zamrzla a nebilo jej srdce. Potom vstala z mŕtvych

Žena bola hodiny mŕtva, zmrzla na kosť a zažila zmŕtvychvstanie.


Už ste čítali?