87 1(32)|2024 TECHNOLOGIE WODOROWE Reaktory typu SMR Coraz popularniejszym wyborem w zakresie reaktorów jądrowych na całym świecie są małe modułowe reaktory jądrowe (SMR). Stowarzyszenie Zachodnioeuropejskich Organów Nadzoru Jądrowego w 2021 r. podało następującą definicję SMR4: • o mocy < 300 MWe lub < 1000 MWt, • zaprojektowane do użytku komercyjnego, tj. produkcji energii elektrycznej, odsalania, ciepłownictwa, ciepło procesowe (w przeciwieństwie do reaktorów badawczych i testowych), • zaprojektowane tak, aby umożliwić dodawanie wielu jednostek i modułów w pobliżu tej samej infrastruktury, • mogą być budowane i montowane w fabrykach w większym stopniu niż tradycyjne reaktory i wysyłane do zakładów użyteczności publicznej w celu instalacji w miarę wzrostu zapotrzebowania. Reaktory SMR są opracowywane z myślą o sektorach i zastosowaniach trudnych do ablacji, w których zmienne odnawialne źródła energii i energia jądrowa na dużą skalę mają ograniczenia: duże i małe reaktory jądrowe szczególnie dobrze nadają się do zaspokojenia rosnącego zapotrzebowania na niskoemisyjny wodór oraz paliwa syntetyczne. Na przykład reaktory wysokotemperaturowe mogą być połączone z elektrolizą wysokotemperaturową lub z cyklami termochemicznymi w celu zapewnienia produkcji wodoru na dużą skalę. Możliwość zlokalizowania SMR w pobliżu węzłów popytu przemysłowego jest kolejną atrakcyjną jąc w niej poziom uranu czy plutonu. W porównaniu do reaktorów z paliwem stałym reaktory chłodzone ciekłymi solami nie generują wysokoaktywnego wypalonego paliwa reaktorowego, które trzeba potem przechowywać. Reaktor prędki chłodzony sodem (SFR) wykorzystuje ciekły sód jako chłodziwo. Ten rodzaj reaktora zakłada niemoderowany rdzeń pracujący na neutronach prędkich, zaprojektowany tak, aby zapewnić możliwość przerobu dowolnego pierwiastka trans- uranowego (i w niektórych przypadkach użycia go jako paliwa). Oprócz korzyści z usunięcia długożyciowych nuklidów transuranowych z cyklu paliwowego w przypadku przegrzania reaktora paliwo jądrowe rozszerza się termicznie i reakcja łańcuchowa automatycznie się zatrzymuje. W ten sposób reaktor ten z zasady działania staje się pasywnie bezpiecznym. Reaktor prędki chłodzony ołowiem (LFR) charakteryzuje się widmem neutronów prędkich oraz ołowiem lub eutektyką ołów-bizmut jako ciekłym metalem chłodzącym rdzeń. Pracuje w zamkniętym cyklu paliwowym. Paliwo jest w postaci metalicznej lub azotków i zawiera materiał paliworodny oraz transuranowce. LFR jest chłodzony dzięki naturalnej konwekcji z temperaturą chłodziwa na wyjściu ok. 500°C, ewentualnie do 800°C przy użyciu zaawansowanych materiałów. Wyższa temperatura pozwala na produkcję wodoru za pomocą procesów termochemicznych. Rodzaj SMR Spektrum neutronów Chłodzenie Temperatura wylotu (°C) Moc (Mwe) Zastosowanie Przykładowi deweloperzy SCWR (PWR, BWR) Termiczny/ prędki Woda 510-625 300-700 (termiczny) 1000-1500 (prędki) Elektryczność BWRX-300 (GE-Hitachi Nuclear Energy, Stany Zjednoczone i Hitachi-GE Nuclear Energy, Japonia) VOYGRTM (NuScale Power Corporation, Stany Zjednoczone) Rolls-Royce SMR (Rolls-Royce SMR Ltd, Wielka Brytania) VHTR Termiczny Hel 900-1000 250-300 Elektryczność i produkcja wodoru HTR-PM (Tsinghua University, Chiny) STARCORE (StarCore Nuclear, Kanada, Wielka Brytania i Stany Zjednoczone) GTHTR300 (JAEA Consortium, Japonia) GFR Prędki Hel 850 1200 Elektryczność i produkcja wodoru JIMMY (JIMMY ENERGY SAS, Francja) AHTR-100 (Eskom Holdings SOC Ltd., Afryka Południowa) Energy Multiplier Module (EM2) (General Atomics, Stany Zjednoczone) SFR Prędki Sód 500-550 50-1500 Elektryczność 4S (Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation, Japonia) ARC-100 (ARC Clean Energy, Kanada) LFR Prędki Ołów 480-570 300-1200 Elektryczność i produkcja wodoru LFR-AS-200 (Newcleo srl, Włochy) MicroURANUS (UNIST, Korea Południowa) SEALER-55 (LeadCold, Szwecja) MSR/ AHTR Prędki/ Termiczny Sole fluorowe 700-800 (prędki) 750-1000 (termiczny) 1000 (prędki) 1000-1500 (termiczny) Elektryczność i produkcja wodoru IMSR400 (Terrestrial Energy Inc., Kanada) CMSR (Seaborg Technologies, Dania) SSR-U (Moltex Energy, Wielka Brytania) Tab. 2. Charakterystyki SMR Źródło: Opracowanie własne
RkJQdWJsaXNoZXIy NzIxMjcz