Drošas kodolenerģijas nākotnes nodrošināšana

Pasaulei ir jāpaplašina globālā kodolenerģijas ražošana, lai palīdzētu ierobežot globālās oglekļa emisijas. Šis secinājums ir balstīts uz daudziem modeļiem un prognozēm, kas liecina, ka atjaunojamie enerģijas avoti nevar to paveikt atsevišķi.

Bet ir ievērojams brīdinājums. Mēs vienkārši nevaram piedzīvot tādus lielus kodolnegadījumus kā tie, kas notika Černobiļā, Ukrainā un Fukušimā, Japānā. Es uzskatu, ka tie ir notikumi ar zemu risku, bet ar lielām sekām.

Kodolenerģijas vēsturē ir bijis maz nopietnu incidentu. Taču atomelektrostacijām ir unikāls potenciāls nopietnas avārijas gadījumā neatgriezeniski pārvietot veselas pilsētas.

Černobiļas avārijas rezultātā no mājām pameta aptuveni 350,000 XNUMX cilvēku. Ap Černobiļas atomelektrostaciju tūkstošiem kvadrātkilometru tika atvēlēti kā neapdzīvota aizlieguma zona. Daudzi cilvēki tika pārvietoti arī Fukušimas avārijas rezultātā, lai gan ne tik daudz kā Černobiļā.

Ja kodolenerģija vēlas realizēt savu potenciālu oglekļa emisiju samazināšanai, mums ir jānodrošina, lai šādas avārijas vairs nebūtu iespējamas.

Drošāku atomelektrostaciju celtniecība

Man nesen bija iespēja runāt par šiem jautājumiem ar Dr. Kathryn Huff, Enerģētikas departamenta Kodolenerģijas biroja sekretāra palīgu.

Dr. Hafs paskaidroja, ka pasīvās drošības sistēmas ir galvenais, lai nodrošinātu, ka avārijas gadījumā strādnieki varētu aiziet no atomelektrostacijas un tā tiktu slēgta drošā stāvoklī.

Šeit ir jāizdara būtiska atšķirība. Sabiedrība var sagaidīt, ka kodolieroču konstrukcijas būs drošas, taču ir daudz iemeslu, kāpēc šī metrika nekad netiks sasniegta. Jūs vienkārši nevarat nodrošināties pret katru iespējamo incidentu, kas varētu notikt. Tādējādi mēs cenšamies mazināt iespējamās sekas un ieviest bezatteices dizainus.

Vienkāršs drošas konstrukcijas piemērs ir elektriskais drošinātājs. Tas nenovērš negadījumu, kad pāri drošinātājam mēģina plūst pārāk daudz strāvas. Bet, ja tas notiek, savienojums izkūst un aptur elektrības plūsmu — tas ir bezatteices stāvoklis. Ne Černobiļa, ne Fukušima nebija drošas konstrukcijas.

Bet kā var realizēt šādus bezatteices dizainus? Dr Hufs norādīja divus piemērus.

Pirmais ir jaunais AP1000® spiediena ūdens reaktors (PWR) no Westinghouse. Fukušimas problēma bija tāda, ka pēc reaktora izslēgšanas bija jābūt pieejamai jaudai, lai cirkulētu ūdeni, lai atdzesētu reaktoru. Kad jauda tika zaudēta, spēja atdzesēt reaktora serdi bija pazudusi.

Jaunais APR reaktors balstās uz dabas spēkiem, piemēram, gravitāciju, dabisko cirkulāciju un saspiestām gāzēm, lai cirkulētu ūdeni un novērstu serdeņa un norobežojuma pārkaršanu.

Papildus pasīvajai dzesēšanai ir bijuši jauninājumi, izstrādājot nākamās paaudzes degvielas veidus, kas ir izturīgi pret negadījumiem. Piemēram, trīsstruktūru izotrops (TRISO) daļiņu degviela ir izgatavots no urāna, oglekļa un skābekļa degvielas kodola. Katra daļiņa ir sava ierobežošanas sistēma, pateicoties trīskāršiem slāņiem. TRISO daļiņas var izturēt daudz augstāku temperatūru nekā pašreizējā kodoldegviela, un tās vienkārši nevar izkausēt reaktorā.

Dr. Hafs sacīja, ka līdz desmitgades beigām tiešsaistē būs pieejama uzlabota reaktora demonstrācija, kurā būs oļu gulta, kas pilna ar TRISO daļiņām.

Šie divi jauninājumi var nodrošināt, ka nākotnes atomelektrostacijās nekad nenotiek liela avārija. Taču ir jārisina papildu jautājumi, piemēram, kodolatkritumu apglabāšana. Par to, kā arī par to, ko ASV dara, lai veicinātu kodolenerģiju, es aplūkošu savas sarunas ar Dr. Hafu II daļā.