Първата по рода си пълномащабна демонстрация на ядрен реактор, проектиран да се охлажда пасивно в случай на авария, е успешна и показва, че е възможно да се строят ядрени централи без риск от опасно разтопяване.
В Китай е изградена първата в света пълномащабна ядрена електроцентрала, която е напълно защитена от опасно разтопяване, дори при пълна загуба на външно захранване. Проектът не може да бъде адаптиран към съществуващите ядрени реактори по света, но може да бъде образец за бъдещи такива.
Всички съвременни ядрени електроцентрали разчитат на захранвани с електроенергия механизми за охлаждане, които отвеждат излишната топлина от реакторите, или, в случай на авария, на човешка намеса за спиране на централата. Като охлаждащи вещества често се използват вода или течен въглероден диоксид, но те обикновено зависят от външни източници на енергия, за да функционират.
Ако тези системи се повредят, реакторите могат да станат твърде горещи и да доведат до експлозии или прегряване, което да доведе до буквално разтопяване на централата от излишната топлина. Това е един от факторите за аварията в ядрената централа "Фукушима" в Япония през 2011 г., при която загубата на стандартните и аварийните системи за захранване довежда до разтопяване.
Предимството на новия вид реактор, наречен реактор с чакълесто легло (PBR - Pebble-Bed Reactor), е, че той е пасивно безопасен, което означава, че ако се загуби захранването на системите за охлаждане, реакторът може безопасно да се изключи сам. Вместо да се използват горивни пръти с висока енергийна плътност, както при много други конструкции на реактори, PBR използват като гориво голям брой "камъчета" с ниска енергийна плътност, които съдържат малко количество уран, заобиколен от графит. Това може да помогне за забавяне на ядрената реакция и да издържи на високи температури.
По-ниската енергийна плътност означава, че излишната топлина ще се разпредели върху всички камъчета и така ще бъде по-лесно да се спре чрез естествени процеси на охлаждане като проводимост и конвекция, обяснява Джъ Дун (Zhe Dong) от университета Цинхуа в Китай.
Макар че в Германия и Китай са построени малки работещи прототипи на реактори, досега не е доказано, че PBR работят и са пасивно безопасни в пълен мащаб. Дунгов и колегите му демонстрират, че системата работи в пълномащабна ядрена централа - високотемпературен реактор с газово охлаждане с чакълест слой (HTR-PM) в Шандун.
"Досега всички индустриални реактори, с изключение на HTR-PM, са имали система за аварийно охлаждане на активната зона", обяснява Дун. "Въпреки това, поради присъщата безопасност, в централата HTR-PM няма система за аварийно охлаждане на активната зона."
За да тестват централата, която влиза в промишлена експлоатация през декември 2023 г., Дун и екипът му изключват двата модула на HTR-PM, докато работят на пълна мощност, след което измерват и проследяват как се понижава температурата на различните части на централата. Те установяват, че HTR-PM се охлажда по естествен начин и достига стабилна температура в рамките на 35 часа след спирането на захранването.
Рядко се случва да се тества напълно работеща електроцентрала, като се премахне захранването за охлаждане, коментира Мамдух Ел-Шанауни (Mamdouh El-Shanawany), бивш служител на Международната агенция за атомна енергия (МААЕ). Тъй като системата за аварийно охлаждане не зависи от сложни технологии, тя е много безопасна, твърди той.
Възможно е други страни да пожелаят да проучат възможността за адаптиране на тази технология за собствените си бъдещи реактори, но първо ще се нуждаем от по-обширни измервания на централата по време на нейното охлаждане, като например налягане и показания с по-висока разделителна способност, посочва Ел-Шанавани.
Справка: Loss-of-cooling tests to verify inherent safety feature in the world’s first HTR-PM nuclear power plant; Zuoyi Zhang, Yujie Dong, Fu Li, Han Zhang, Zhipeng Chen, Xiaowei Li et al; Joule 2024; DOI: https://doi.org/10.1016/j.joule.2024.06.014
Източник: Chinese nuclear reactor is completely meltdown-proof, Alex Wilkins, New Scientist
Още по темата
Технологии
Реакторите за термоядрен синтез могат да създадат суровини за ядрено оръжие за седмици
Технологии
Китай пуска в експлоатация първия в света ядрен реактор от IV поколение
Физика
Малкият ядрен реактор SLIMM: Много бърз, евтин и много безопасен
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари