Energia z odpadów nuklearnych. 5 technologii, które będą zasilać ludzkość
- 5 sposobów na produkcję energii, które mogą być naszą przyszłością
- Orbitalne panele słoneczne
- Gorąca magma
- Energia z odpadów nuklearnych
- Energetyczne glony
Energia z odpadów nuklearnych
Tradycyjne elektrownie atomowe produkują energię z rozpadów jądrowych. Jednym z największych problemów z nimi związanych jest konieczność utylizacji zużytego paliwa. Pręty paliwowe uznaje się za wyeksploatowane gdy zawartość uranu-235 spadnie w nich poniżej 0,9%. Świeże paliwo zawiera go ok. 5%. Reaktor pracując oprócz zubażania go, tworzy w nim produkty rozpadów (głównie transuranowce, np. pluton-239).
To właśnie one „przeszkadzają” w podtrzymywaniu reakcji, są niewrażliwe na wolne neutrony (zwane termicznymi). Zbyt mała ilość uranu-235 i duży procent transuranowców sprawia, że pręty paliwowe trzeba w końcu wyjąć z rdzenia i przeznaczyć do utylizacji. Jednak takie odpady nadal są mocno radioaktywne i emitują ciepło. W początkowej fazie grzeją wystarczająco mocno, by wymagać chłodzenia.
Skoro jednak materiał ten nadal posiada takie właściwości, może jest sposób, by wykorzystać go do produkcji prądu? Oczywiście że tak. Istnieją tzw. reaktory prędkie, które mogą funkcjonować na przetworzonych odpadach. Mają one inną budowę od urządzeń opartych o oddziaływanie neutronów termicznych. Moderatorem w nim są ciekłe metale, np. sód. Materiały te nie spowalniają szybkich neutronów, pozwalając im działać.
Te zaś potrafią transformować aktynowce (np. pluton) z powrotem w izotopy rozszczepialne. A następnie także je rozszczepiać, więc taki reaktor, mało że jest w stanie uzdatniać zużyte paliwo jądrowe, to jeszcze może produkować energię podczas tego procesu. Dobrym przykładem jest elektrownia oparta na reaktorze sodowym PRISM (Power Reactor Innovative Small Modular – innowacyjny, mały i modułowy reaktor mocy), zaprojektowana przez GE Hitachi. Złożona z dwóch takich urządzeń może posiadać 622 MW zainstalowanej mocy.
To dość złożona technologia. PRISM jest chłodzony zarówno ciekłym sodem, jak i powietrzem. Ciepło pochłonięte przez ciekły metal przekazywane jest wodzie, która odparowuje i napędza turbiny. W jego konstrukcji rozwiązanych zostało wiele problemów, np. zestalenie sodu po wyłączeniu reaktora (sód topi się w temp. 97 stopni). Chłodziwo pierwszego obiegu (sodowego) musi być wtedy sztucznie podgrzewane.
Jest to jednak bardzo obiecująca technologia, znacznie usprawniająca wykorzystanie energii rozszczepień atomu. Recykling paliwa jądrowego połączony z jednoczesną produkcją energii może odmienić obraz „tradycyjnej” energetyki jądrowej, przynajmniej dopóki nie będą opracowane jej alternatywy, jak na przykład reaktory fuzyjne.
