Tuumaenergia turvalise tuleviku tagamine

Maailm peab laiendama ülemaailmset tuumaenergia tootmist, et aidata piirata ülemaailmseid süsinikdioksiidi heitkoguseid. See järeldus põhineb arvukatel mudelitel ja prognoosidel, mis näitavad, et taastuvenergia ei saa üksi hakkama.

Kuid on oluline hoiatus. Meil lihtsalt ei saa olla suuri tuumaintsidente, nagu need, mis toimusid Ukrainas Tšernobõlis ja Jaapanis Fukushimas. Need on minu arvates madala riskiga, kuid suure tagajärjega sündmused.

Tuumaenergia ajaloos on tõsiseid intsidente olnud vähe. Kuid tuumaelektrijaamadel on ainulaadne potentsiaal raske õnnetuse korral terveid linnu lõplikult välja tõrjuda.

Tšernobõli avarii sundis lõpuks oma kodudest välja umbes 350,000 XNUMX inimest. Tšernobõli tuumajaama ümber eraldati asustamata keelutsooniks tuhandeid ruutkilomeetreid. Paljud inimesed olid samuti Fukushima õnnetuse tõttu ümber asunud, kuigi mitte nii palju kui Tšernobõli õnnetuse tõttu.

Kui tahame, et tuumaenergia saaks realiseerida oma potentsiaali süsinikdioksiidi heitkoguste vähendamisel, peame tagama, et sellised õnnetused pole enam võimalikud.

Ohutumate tuumajaamade ehitamine

Mul oli hiljuti võimalus nendel teemadel rääkida dr Kathryn Huffiga, energeetikaministeeriumi tuumaenergia büroo sekretäri abiga.

Dr Huff selgitas, et passiivsed ohutussüsteemid on võti tagamaks, et õnnetuse korral saaksid töötajad tuumajaamast eemale kõndida ja see suletakse ohutus olekus.

Siin tuleb teha oluline vahe. Avalikkus võib eeldada, et tuumaprojektid on tõrkekindlad, kuid on palju põhjuseid, miks seda mõõdikut kunagi ei saavutata. Sa lihtsalt ei saa end kaitsta kõigi võimalike juhtude eest. Seetõttu püüame leevendada võimalikke tagajärgi ja rakendada tõrkekindlaid kujundusi.

Tõrkekindla konstruktsiooni lihtne näide on elektrikaitse. See ei hoia ära juhtumeid, kus üle kaitsme üritab voolata liiga palju voolu. Kui see aga juhtub, siis ühendus sulab ja peatab elektrivoolu – see on tõrkekindel seisund. Ei Tšernobõli ega Fukushima polnud tõrkekindlad konstruktsioonid.

Kuid kuidas saab selliseid tõrkekindlaid kujundusi realiseerida? Dr Huff tõi välja kaks näidet.

Esimene neist on uus AP1000® survestatud veereaktor (PWR). Westinghouse. Fukushima probleem seisnes selles, et pärast seiskamist pidi reaktori jahutamiseks vee ringlemiseks olema toide. Kui vool kadus, kadus ka reaktori südamiku jahutamise võimalus.

Uus APR-reaktor tugineb vee ringlemiseks ning südamiku ja isolatsiooni ülekuumenemise vältimiseks loodusjõududele, nagu gravitatsioon, looduslik tsirkulatsioon ja surugaasid.

Lisaks passiivsele jahutusele on uuendusi tehtud ka järgmise põlvkonna kütusetüüpide väljatöötamisel, mis on avariikindlad. Näiteks kolmestruktuuriline isotroopne (TRISO) tahkete osakeste kütus on valmistatud uraani-, süsiniku- ja hapnikukütuse tuumast. Iga osake on tänu kolmekordselt kaetud kihtidele oma isolatsioonisüsteem. TRISO osakesed taluvad palju kõrgemaid temperatuure kui praegused tuumakütused ja lihtsalt ei suuda reaktoris sulada.

Dr Huff ütles, et kümnendi lõpuks ilmub veebis täiustatud reaktori demo, mis sisaldab TRISO osakesi täis kivikihti.

Need kaks uuendust võivad tagada, et tulevastes tuumajaamades ei juhtu kunagi suurt õnnetust. Kuid on täiendavaid küsimusi, millega tuleb tegeleda, näiteks tuumajäätmete kõrvaldamine. Ma käsitlen seda – nagu ka USA tegevust tuumaenergia edendamiseks – oma vestluse II osas dr Huffiga.