Osiguravanje sigurne budućnosti za nuklearnu energiju

Svijet treba proširiti globalnu proizvodnju nuklearne energije kako bi pomogao u suzbijanju globalnih emisija ugljika. Taj zaključak zasniva se na brojnim modelima i projekcijama koje ukazuju da obnovljivi izvori energije ne mogu sami.

Ali postoji značajno upozorenje. Jednostavno ne možemo imati velike nuklearne incidente poput onih koji su se dogodili u Černobilju u Ukrajini i Fukušimi u Japanu. Ovo su događaji koje smatram niskorizičnim, ali sa visokim posljedicama.

U istoriji nuklearne energije bilo je nekoliko ozbiljnih incidenata. Ali nuklearne elektrane imaju jedinstven potencijal da trajno rasele čitave gradove u slučaju ozbiljne nesreće.

Nesreća u Černobilu na kraju je protjerala oko 350,000 ljudi iz njihovih domova. Hiljade kvadratnih kilometara izdvojene su kao nenaseljena zona isključenja oko nuklearne elektrane u Černobilju. Mnogi ljudi su također raseljeni zbog nesreće u Fukušimi, ali ne toliko kao u Černobilju.

Ako nuklearna energija želi da ostvari svoj potencijal za smanjenje emisije ugljika, moramo osigurati da takve nesreće više nisu moguće.

Izgradnja sigurnijih nuklearnih elektrana

Nedavno sam imao priliku razgovarati o ovim pitanjima sa dr. Kathryn Huff, pomoćnicom sekretara u Uredu za nuklearnu energiju Ministarstva energetike.

Dr. Huff je objasnio da su pasivni sigurnosni sistemi ključ za osiguranje da u slučaju nesreće radnici mogu otići iz nuklearne elektrane i ona će se zatvoriti u sigurnom stanju.

Ovdje treba napraviti važnu razliku. Javnost može očekivati ​​da će nuklearni projekti biti otporni na kvar, ali postoji mnogo razloga zašto ta metrika nikada neće biti postignuta. Jednostavno se ne možete zaštititi od svakog mogućeg incidenta koji se može dogoditi. Na taj način pokušavamo ublažiti moguće posljedice i implementirati sigurne dizajne.

Jednostavan primjer sigurnog dizajna je električni osigurač. To ne sprečava incident u kojem previše struje pokušava da teče kroz osigurač. Ali ako se to dogodi, veza se topi i zaustavlja protok električne energije - stanje bez greške. Ni Černobil ni Fukušima nisu bili projekti bez greške.

Ali kako se takvi projekti bez greške mogu realizovati? Dr. Huff je naveo dva primjera.

Prvi je novi AP1000® reaktor s vodom pod pritiskom (PWR) iz Westinghouse. Problem u Fukušimi bio je u tome što je nakon gašenja trebalo da bude dostupna struja za cirkulaciju vode za hlađenje reaktora. Kada je nestalo struje, nestala je mogućnost hlađenja jezgra reaktora.

Novi APR reaktor oslanja se na prirodne sile kao što su gravitacija, prirodna cirkulacija i komprimirani plinovi kako bi cirkulirali vodu i spriječili pregrijavanje jezgre i zatvorenog prostora.

Pored pasivnog hlađenja, došlo je do inovacija u razvoju vrsta goriva sljedeće generacije koje su tolerantne na nezgode. Na primjer, tristrukturna izotropna (TRISO) čestica goriva je napravljen od jezgra goriva uranijuma, ugljenika i kiseonika. Svaka čestica je sopstveni sistem za zadržavanje zahvaljujući trostruko obloženim slojevima. TRISO čestice mogu izdržati mnogo više temperature od trenutnih nuklearnih goriva i jednostavno se ne mogu rastopiti u reaktoru.

Dr. Huff je rekao da će napredni demo reaktor biti dostupan do kraja decenije, sa šljunčanim slojem punom TRISO čestica.

Ove dvije inovacije mogu osigurati da buduće nuklearne elektrane nikada ne dožive veliku nesreću. Ali postoje dodatna pitanja koja treba riješiti, kao što je odlaganje nuklearnog otpada. O tome ću se pozabaviti — kao i o tome šta SAD rade na promoviranju nuklearne energije — u drugom dijelu mog razgovora sa dr. Huffom.