Mały reaktor SMR. Jak działa i czym różni się od elektrowni jądrowej?
Przez 70 lat w energetyce jądrowej doszło do wielu zmian, a obecnie największe nadzieje są wiązane z reaktorami modułowymi SMR. Jak działają i czym różnią się od tradycyjnych reaktorów i kiedy w Polsce ma powstać mały SMR?
Małe reaktory modułowe (small modular reactors — SMR) to w praktyce pomniejszone wersje tradycyjnych reaktorów jądrowych znanych z istniejących elektrowni atomowych. W dużym skrócie proces wytwarzania energii elektrycznej w takich konstrukcjach przebiega następująco:
- W rdzeniu reaktora dochodzi do kontrolowanej reakcji łańcuchowej rozszczepienia jąder atomowych.
- Uwolniona energia powoduje ogrzewanie znajdującej się w reaktorze wody, która zmienia się w parę.
- Para wodna napędza turbinę.
- Ruch turbiny generuje energię elektryczną.
Ten sam schemat działania jest wykorzystywany w reaktorach SMR, jednak w porównaniu z tradycyjnymi reaktorami nowa technologia pozyskiwania energii z atomu wprowadza szereg zmian, które mają na celu redukcję kosztów budowy i zapewnienie jeszcze większego bezpieczeństwa w konstrukcjach modułowych.
Przede wszystkim ilością wytwarzanej energii. Małe reaktory modułowe produkują do 300 MW. Dla porównania największa działająca obecnie w Europie elektrownia atomowa w Finlandii, wytwarza 1,6 GW, czyli ponad pięć razy więcej. Kluczowe jest tu jednak słowo "modułowe", które w odniesieniu do nowej technologii oznacza, że poszczególne SMR mogą być ze sobą powiązane i w ten sposób generować znacznie większe ilości energii.
Skąd wniosek, że lepiej będzie zbudować 10 mniejszych reaktorów zamiast jednej potężnej elektrowni? Największe znaczenie mają tutaj koszty i czas, który upływa od rozpoczęcia budowy do osiągnięcia stanu krytycznego — rozpoczęcia reakcji łańcuchowej.
Tradycyjne reaktory wraz z całą potrzebną infrastrukturą są duże. Tak duże, że trzeba je budować na miejscu, a każdy projekt wymaga indywidualnego podejścia. Ilość potrzebnych materiałów w oczywisty sposób podnosi cenę takiego przedsięwzięcia. Konieczność oddzielnego projektowania całego systemu na potrzeby poszczególnych lokalizacji to kolejny element negatywnie wpływający na koszty.
Reaktor SMR, czyli rdzeń wraz z wytwornicą pary i pompą grawitacyjną można transportować TIRem lub statkiem, a "małe" (ok. 25 m x 5 m) wymiary pozwalają na ich masową produkcję w zakładach producenta. Powtarzalność procesu obniża koszty, a możliwość budowy wymaganej ilości reaktorów i łatwego transportu dostępnymi połączeniami redukują czas budowy i zmniejszają prawdopodobieństwo powstawania opóźnień, które są nieodłącznym elementem budowy tradycyjnych elektrowni atomowych.
Polska, która do dziś nie doczekała się własnej elektrowni atomowej, zgłasza aspirację do tytułu lidera we wprowadzaniu technologii SMR. 17 kwietnia prezes PKN Orlen, Daniel Obajtek, wraz z prezesem grupy chemicznej Synthos, Michałem Sołowiowem ogłosili wstępną lokalizację 7 małych reaktorów modułowych, które mają zostać wybudowane wspólnymi siłami obu spółek.
Gdzie powstaną pierwsze reaktory SMR w naszym kraju?
- Ostrołęka;
- Dąbrowa Górnicza;
- Stany Monowskie;
- Włocławek;
- Warszawa;
- Kraków Nowa Huta;
- Tarnobrzeg-Stalowa Wola.
