Забеспячэнне бяспечнай будучыні для ядзернай энергетыкі

Свету неабходна пашырыць глабальную вытворчасць ядзернай энергіі, каб дапамагчы стрымаць сусветныя выкіды вугляроду. Гэтая выснова заснавана на шматлікіх мадэлях і прагнозах, якія паказваюць, што аднаўляльныя крыніцы энергіі не могуць зрабіць гэта ў адзіночку.

Але ёсць істотная агаворка. У нас проста не можа быць такіх буйных ядзерных інцыдэнтаў, як тыя, што адбыліся ў Чарнобылі, Украіна, і Фукусіме, Японія. Гэта тое, што я лічу падзеямі з нізкім узроўнем рызыкі, але з высокімі наступствамі.

У гісторыі ядзернай энергетыкі было мала сур'ёзных здарэнняў. Але атамныя электрастанцыі валодаюць унікальным патэнцыялам, каб у выпадку сур'ёзнай аварыі назаўсёды перасяліць цэлыя гарады.

Аварыя на Чарнобыльскай АЭС прывяла да таго, што каля 350,000 XNUMX чалавек былі вымушаны пакінуць свае дамы. Вакол Чарнобыльскай АЭС тысячы квадратных кіламетраў былі адведзены ў незаселеную зону адчужэння. У выніку аварыі на Фукусіме шмат людзей таксама было пераселена, хаця і не так шмат, як у Чарнобылі.

Калі ядзерная энергетыка хоча рэалізаваць свой патэнцыял для скарачэння выкідаў вугляроду, мы павінны гарантаваць, што такія аварыі больш немагчымыя.

Будаўніцтва больш бяспечных атамных станцый

Нядаўна ў мяне была магчымасць пагаварыць аб гэтых праблемах з доктарам Кэтрын Хаф, памочнікам сакратара Упраўлення па ядзернай энергетыцы Міністэрства энергетыкі.

Доктар Хаф растлумачыў, што сістэмы пасіўнай бяспекі з'яўляюцца ключом да таго, каб у выпадку аварыі рабочыя маглі адысці ад атамнай станцыі і яна спынілася ў бяспечным стане.

Тут варта зрабіць важнае адрозненне. Грамадскасць можа чакаць, што ядзерныя праекты будуць устойлівымі да адмоваў, але ёсць шмат прычын, чаму гэты паказчык ніколі не будзе дасягнуты. Вы проста не можаце засцерагчыся ад усіх магчымых інцыдэнтаў, якія могуць адбыцца. Такім чынам, мы спрабуем змякчыць магчымыя наступствы і ўкараніць безадмоўныя канструкцыі.

Простым прыкладам безадмоўнай канструкцыі з'яўляецца электрычны засцерагальнік. Гэта не прадухіляе інцыдэнт, калі занадта вялікі ток спрабуе працячы праз засцерагальнік. Але калі гэта адбываецца, злучэнне плавіцца і спыняе паток электрычнасці - гэта бяспечны стан. Ні Чарнобыль, ні Фукусіма не былі безадмоўнымі праектамі.

Але як можна рэалізаваць такія безадмоўныя канструкцыі? Доктар Хаф прывёў два прыклады.

Першы - гэта новы рэактар ​​з вадой пад ціскам (PWR) AP1000® Westinghouse. Праблема ў Фукусіме заключалася ў тым, што пасля адключэння электраэнергія павінна была быць даступная для цыркуляцыі вады для астуджэння рэактара. Калі электрычнасць была страчана, здольнасць астуджаць актыўную зону рэактара знікла.

Новы рэактар ​​APR абапіраецца на натуральныя сілы, такія як гравітацыя, натуральная цыркуляцыя і сціснутыя газы, каб цыркуляваць ваду і прадухіляць перагрэў актыўнай зоны і кантэйнмента.

У дадатак да пасіўнага астуджэння былі зроблены інавацыі ў распрацоўцы тыпаў паліва наступнага пакалення, устойлівых да аварый. Напрыклад, трохструктурны ізатропны (TRISO) часціцы паліва складаецца з ядра паліва з урану, вугляроду і кіслароду. Кожная часціца - гэта ўласная сістэма ўтрымання дзякуючы патройным слаям. Часціцы TRISO могуць вытрымліваць значна больш высокія тэмпературы, чым сучаснае ядзернае паліва, і проста не могуць расплавіцца ў рэактары.

Доктар Хаф сказаў, што ўдасканаленая дэманстрацыя рэактара з'явіцца ў інтэрнэце да канца дзесяцігоддзя, на якой будзе прадстаўлена галька, поўная часціц TRISO.

Гэтыя два новаўвядзенні могуць гарантаваць, што на будучых АЭС ніколі не адбудзецца буйная аварыя. Але ёсць дадатковыя пытанні, якія трэба вырашыць, напрыклад, утылізацыя ядзерных адходаў. Я закрану гэта — а таксама тое, што ЗША робяць для прасоўвання ядзернай энергетыкі — у частцы II маёй размовы з доктарам Хафам.