Домашен ядрен реактор праща АЕЦ в историята

Мини-реакторът Hyperion на американската фирма Hyperion Power Generation ще има мощност от 25 мегавата плюс 70 мегавата топлина. Цената му ще бъде 25 млн. долара. Снимка: Hyperion Power Generation

Задава ли се енергийна революция? Американската фирма Hyperion Power Generation има намерение да пусне в масова продажба миниатюрни ядрени реактори. Те могат да снабдяват с ток и топлина 10 000 домакинства в течение на много години, работят без специална поддръжка и са абсолютно сигурни. Как и кога ще стане това разказва сп. „Шпигел”.

Концепцията е подкупващо проста: поръчваш, заравяш в земята, включваш към отоплителната и електропреносната мрежа и си готов. Така си представя бъдещето американската фирма Hyperion Power Generation от щата Ню Мексико. То ще стане възможно благодарение на Hyperion – реактор с мини-размери, разработен в Националната лаборатория Лос Аламос Los Alamos National Laboratories (онова огромно изследователско звено, в което беше построена и първата атомна бомба).

Мини-реакторът е висок само няколко метра и затова може да бъде транспортиран в отдалечени райони. Според представите на създателите му, за да работи, реакторът трябва да бъде заровен в земята. На повърхността за съществуването му ще подсказват само тръбите, с които ще се извежда произведената топлина, за да стопли домовете и да задвижи генератора за производство на ток.

Hyperion ще има мощност от 25 мегавата, към които трябва да се прибавят и 70 мегавата топлина. Според данните на производителите това е достатъчно, за да се задоволят напълно 10 000 средностатистически американски домакинства. Подобен реактор ще струва 25 млн. долара. Но при големия брой домакинства, които ще обслужва, разходът не е особено голям. „Искаме да произвеждаме електричество за десет цента на ват във всяка точка на Земята”, каза шефът на фирмата Джон Дийл пред британския вестник „Гардиън”.

Мини-реакторите обаче все още не може да бъдат закупени. Според Дийл обаче вече има стотици поръчки, преди всичко от петролния и енергиен бизнес. Първата поръчка от шест реактора плюс възможност за още дванадесет е от Чехия. Водят се преговори и с инвеститори на Кайманските острови, в Панама и на Бахамите. Между 2013 и 2023 година Hyperion Power Generation иска да изгради и продаде 4000 малки ядрени централи.

Фирмата отхвърля всички притеснения за сигурността. Катастрофа като тази в Чернобил не била възможна: в реактора няма подвижни части, които могат да се повредят. Реакторът се охлажда с калий, а като гориво се използва уранов хидрид. Той се използва и като забавител, т.е. спира бързите неутрони. Това е необходимо, за да се поддържа верижната реакция – защото възникващите при нея бързи неутрони могат да разбиват други ядра само ако бъдат забавени.

Реакторът се регулира сам

Според Дийл това е принципът за саморегулация на реактора. В случай на прегряване количеството на водорода намалява, оттам и забавянето, което пък спира верижната реакция. По същия начин функционират и реакторите с вода: ако охлаждането се наруши, верижната реакция спира, защото водата изпълнява функцията както на охладител, ката и на забавител. Заради огромното количество топлина, която се отделя, съществува риск от стопяване. При Hyperion обаче тази опасност липсва, подчертават производителите. Защото мини-реакторите са толкова малки, че може да отдават излишната топлина на околната среда.

Един мини-реактор ще е достатъчен да задоволи нуждите на 10 000 домакинства от топлина и електроенергия, няма да отделя парникови газове и няма да има нужда от поддръжка. Снимка: Hyperion Power Generation

За разлика от големите ядрени централи, реакторите Hyperion ще работят целогодишно без поддръжка. Подмяна на реактора ще се наложи чак след около пет години. Hyperion няма общо с т.нар. атомни батерии, които се използваха най-вече в Съветския съюз. При тях се извличаше електричество от отделяната при разпада на радиоактивните процеси топлина. При Hyperion, според описанията на фирмата, има истинска верижна реакция.

Откривател на Hyperion е Пит Петерсън, който по-рано работеше в лаборатория Лос Аламос. Правата върху откритието му – Compact Self Regulating Transportable Reactor – се държат от лабораторията. Правата за продажби обаче са на фирма Hyperion, където Петерсън работи като ръководител на научния отдел.

Техника от 50-те години

Принципът на работа на мини-реакторите не е нов. „Подобно нещо беше направено с доста голям успех през 50-те години,” казва Кристофър Веселман, главен редактор на atw – немското специализирано списание за атомна енергия. „По-малки реактори бяха конструирани в Русия и в САЩ. Те трябваше да снабдяват отдалечените области с енергия,” казва Веселман. „Техниката се базира на реакторите за ядрени подводници.”

Япония също е разработила мини-реактори. С подобна техника Русия планира да построи плаваща електроцентрала най-късно до 2010 година. Тук ще бъде използвана по-голяма версия на мини-реакторите, която може да бъде транспортирана по вода. Според Вайсман предимството на подобни малки реактори е, че дори ако охлаждането се повреди, не може да се стигне до прегряване. Той потвърждава данните на производителите на Hyperion: топлината се отвежда чрез естествената конвекция.

Тъй като реакторът е заровен в земята, е особено сигурен, казват от фирмата. Заради конструкцията си той е защитен и от грешки в обслужването, и от саботажи. Освен това няма риск от т.нар. пролиферация, т.е. от използване на горивото за оръжия за масово унищожение.

Преди да започне серийното производство на Hyperion Power Module обаче то трябва да бъде усърдно тествано от американските власти. Според данни на Световната ядрена асоциация, обединяваща операторите на атомните електроцентрали по света, е възможно реакторите да бъдат одобрени от Комисията по ядрено регулиране през 2012 година (подробности от становището на Световната ядрена асоциация виж тук). Тогава трябва да започне и серийното производство на реакторите.

Според Веселман обещаната от Hyperion дългогодишна експлоатация без смяна на горивото няма да бъде проблем. „И при традиционните реактори срокът на експлоатация може да удължи, ако не се достига максималната мощност. По този начин горивните елементи дори се използват по-добре.” Ако горивните елементи не се сменят, с времето намалява и мощността.

За колко време ще стигне уранът на земята?

Масовото разпространение на тези реактори ще има няколко големи предимства: ще има по-малко свръхпроизводство на енергия, снабдяването с електричество ще бъде по-сигурно, а терористите ще имат няколко привлекателни цели по-малко. Остава обаче въпросът за колко време ще стигне уранът на земята, ако бъдат пуснати в експлоатация хиляди мини-реактори. Критиците обичат да подчертават, че атомната енергия няма бъдеще, защото запасите от уран са също така ограничени, както от петрол, газ и въглища.

Всъщност заради спорното рециклиране и реакторите – размножители на бързи неутрони (fast breeder reactors) урановата руда може да стигне за 30 пъти повече време, отколкото при приложението й само в реактори с лека вода. Но при реактора на Hyperion тази техника няма да функционира, а Веселман подчертава: „При толкова дълга експлоатация на горивното вещество, както е предвидено при мини-реакторите, рециклирането би било невъзможно.”

Въпреки това е трудно да се правят прогнози за снабдяването с уран. През 2006 година Организацията за икономическо сътрудничество и развитие (OECD) твърдеше, че ако използването на суровината остане стабилно на настоящите си нива, запасите ще се изчерпят след 80 години. „Две години по-късно, заради повишените цени на урана, срокът стана 200 години”, казва Веселман.

Но без значение колко време ще има уран за мини-реакторите – един проблем остава нерешен: къде да отидат ядрените отпадъци?

Здраве, Наука & Tex
Коментарите под статиите са спрени от 2014 г., заради противоречиви решения на Европейския съд, който в един случай присъди отговорност за тях на стопаните на сайта, после излезе с противоположно становище. В e-vestnik.bg нямаме капацитет да следим и коментари на читатели. Обект сме на съдебни претенции заради статии, имали сме по няколко дела с искове за по 50-100 хил. лева. Заради което приемаме дарения за сайта (виж тук повече), чиито единствени приходи са от рекламни банери.