Осигуряване на безопасно бъдеще за ядрената енергия

Светът трябва да разшири глобалното производство на ядрена енергия, за да помогне за ограничаване на глобалните въглеродни емисии. Това заключение се основава на множество модели и прогнози, които показват, че възобновяемите енергийни източници не могат да се справят сами.

Но има едно съществено предупреждение. Просто не можем да имаме големи ядрени инциденти като тези, които се случиха в Чернобил, Украйна и Фукушима, Япония. Това са събития, които считам за нискорискови, но с големи последици.

В историята на ядрената енергетика е имало малко сериозни инциденти. Но атомните електроцентрали имат уникалния потенциал да изместят завинаги цели градове в случай на сериозна авария.

Аварията в Чернобил в крайна сметка изгони около 350,000 XNUMX души от домовете им. Хиляди квадратни километри бяха обособени като необитаема забранена зона около атомната централа в Чернобил. Много хора също бяха разселени в резултат на аварията във Фукушима, макар и не толкова много, колкото при Чернобил.

Ако ядрената енергия трябва да реализира потенциала си за намаляване на въглеродните емисии, трябва да гарантираме, че подобни инциденти вече не са възможни.

Изграждане на по-безопасни ядрени централи

Наскоро имах възможност да говоря по тези въпроси с д-р Катрин Хъф, помощник-секретар в Службата по ядрена енергия на Министерството на енергетиката.

Д-р Хъф обясни, че системите за пасивна безопасност са ключът към гарантирането, че в случай на авария работниците могат да се отдалечат от ядрената централа и тя да се затвори в безопасно състояние.

Тук трябва да се направи важно разграничение. Обществото може да очаква ядрените проекти да бъдат устойчиви на отказ, но има много причини, поради които този показател никога няма да бъде постигнат. Просто не можете да се предпазите от всеки възможен инцидент, който може да възникне. По този начин ние се опитваме да смекчим възможните последствия и да внедрим безопасни проекти.

Прост пример за безотказен дизайн е електрически предпазител. Това не предотвратява инцидент, при който твърде много ток се опитва да премине през предпазителя. Но ако това се случи, връзката се стопява и спира потока на електричество - безопасно състояние. Нито Чернобил, нито Фукушима бяха безотказни проекти.

Но как могат да бъдат реализирани такива безпроблемни проекти? Д-р Хъф посочи два примера.

Първият е новият реактор с вода под налягане AP1000® (PWR) от Westinghouse. Проблемът във Фукушима беше, че след спирането трябваше да има мощност, за да циркулира вода за охлаждане на реактора. Когато захранването беше загубено, способността за охлаждане на ядрото на реактора беше изчезнала.

Новият APR реактор разчита на естествени сили като гравитация, естествена циркулация и сгъстени газове, за да циркулира вода и да предпази активната зона и защитната конструкция от прегряване.

В допълнение към пасивното охлаждане, има иновации в разработването на видове гориво от следващо поколение, които са устойчиви на инциденти. Например триструктурен изотропен (TRISO) гориво от частици е направен от ядро ​​от уран, въглерод и кислород. Всяка частица е своя собствена система за задържане благодарение на тройно покрити слоеве. Частиците TRISO могат да издържат на много по-високи температури от сегашните ядрени горива и просто не могат да се стопят в реактор.

Д-р Хъф каза, че демонстрация на усъвършенстван реактор ще бъде онлайн до края на десетилетието, включваща камъче, пълно с частици TRISO.

Тези две иновации могат да гарантират, че бъдещите ядрени централи никога няма да претърпят голяма авария. Но има допълнителни въпроси, които трябва да бъдат разгледани, като например изхвърлянето на ядрени отпадъци. Ще се спра на това - както и на това, което САЩ правят за насърчаване на ядрената енергия - в Част II от моя разговор с д-р Хъф.