Следващото поколение ядрена енергия прави огромна стъпка напред

Ядрената енергия е изключително мощен метод за производство на електроенергия. Самият процес се счита за чист и екологичен, поне докато не дойде моментът за изхвърляне на отработеното ядрено гориво. Ядрените отпадъци са изключително токсични и тяхното безопасно съхранение може да продължи векове. Да не отваряме темата и за това какво се случва, ако един реактор претърпи срив на активната зона. Поради тези рискове компаниите в ядрения сектор постоянно търсят нови начини да направят енергията по-безопасна, което често включва разработването на тестови реактори с иновативни решения за охлаждане.

Наскоро компанията Newcleo започна инсталирането на това, което нарича „PRECURSOR“ – първият в света истински реактор с бързи неутрони и оловно охлаждане (LFR), разположен в съоръжение в Италия. Повечето стандартни ядрени реактори използват процеса на делене за нагряване на вода под високо налягане, която остава течна, без да се превръща в пара. Тази вода от своя страна нагрява отделен съд, пълен с вода при нормално налягане, като по този начин произвежда пара, която върти турбина за генериране на електричество. За сравнение, реакторите тип LFR изискват само един източник на охлаждаща течност – по-конкретно разтопено олово. Това течно олово може директно да пренася топлината от ядрения реактор към водата, задвижваща турбината, избягвайки опасността, присъща на работата с вода под високо налягане.

Може би се чудите какво точно не е наред с доброто старо налягане на водата в традиционните ядрени генератори. Оказва се, че оловото има няколко значителни предимства пред водата. Като начало, LFR реакторите могат да съхраняват оловото при много по-ниско налягане, тъй като този елемент има изключително висока естествена точка на кипене. Стандартните реактори с вода под налягане изискват интензивно налягане, за да поддържат постоянен поток от охлаждаща течност, в противен случай рискуват фатален срив. Освен това LFR реакторите са сравнително по-евтини за изграждане и могат да работят с по-малки активни зони. Най-важното от всичко е, че оловото отразява неутроните обратно в активната зона, предотвратявайки бягството им и същевременно запазвайки тяхната енергия. Това не само подобрява нивата на преобразуване на енергията, но и позволява на ядрените ядра да издържат по-дълго време.

Какво означава PRECURSOR за бъдещето на ядрените реактори

Трябва да бъдем честни – PRECURSOR не е действителен ядрен реактор за производство на енергия; той е малък тестов модел, предназначен да симулира „сложността и термохидравличното поведение“ на пълномащабните LFR системи. Улисе Паскуали, главен изпълнителен директор на групата SRS-Fucina – конгломерат от инженерни и строителни компании, помагащи на Newcleo с инсталацията – описва PRECURSOR като „доказателство за концепцията“.

Изследователите ще използват PRECURSOR, за да събират безценни данни за „термичните цикли и хидравличните процеси“, които се очаква да се проявят в големите LFR реактори. След това тези данни ще послужат за определяне на най-добрия начин за изграждане и разгръщане на бъдещите оловни реактори и техните прилежащи съоръжения. Тази информация ще предостави и конкретните планове за внедряване на работещи цикли на генериране на енергия в тези нови системи.

Въпреки че Newcleo не е единствената компания, която разработва нови проекти за реактори, ако всичко върви по план, тя ще може да започне изграждането на първия пълномащабен LFR и да го пусне в експлоатация във Франция до 2031 г.. Кой знае, може би НАСА ще успее да заеме тези иновативни дизайни, за да захрани планираното си пътуване до Марс с ядрена енергия?