Oplodni reaktori – važni ili ne?

Zanimljiv članak o temi koju vjerojatno inače nikad nebi počeo čitati da nisam naišao na nju baš ovdje na BOL-u.

Odlični su vam ovakvi članci. Zanimljivo i informativno i još od stručne osobe - odlično!

Cak i duze, cetiri godine je bio pogonjen.

Ima zanimljiv clanak na wikipediji sto se dogadalo tih godina: http://en.wikipedia.org/wiki/Thorium-based_nuclear_power#Background_and_brief_history

TL;DR: Razvili su reaktor koji je bil neusporedivo sigurniji od bilo koje ondasnje tehnologije, ali je vojna¹ i energetska² industrija dala zapovijed politicarima da ubiju tehnologiju jer:

1) Nusprodukte nije bilo moguce koristiti u nuklearnom oruzju
2) Bila je daleko sigurnija a manje profatibilna od postojece tehnologije

SAD je nakon toga ugasil sva istrazivanja vezana uz torij, a voditelj projekta je doslovno izbacen sa instituta. Zanimljiva dva citat iz tog doba:

Weinberg realized that you could use thorium in an entirely new kind of reactor, one that would have zero risk of meltdown. . . . his team built a working reactor . . . . and he spent the rest of his 18-year tenure trying to make thorium the heart of the nation’s atomic power effort. He failed. Uranium reactors had already been established, and Hyman Rickover, de facto head of the US nuclear program, wanted the plutonium from uranium-powered nuclear plants to make bombs. Increasingly shunted aside, Weinberg was finally forced out in 1973.

[Congressman] Chet Holifield was clearly exasperated with me, and he finally blurted out, "Alvin, if you are concerned about the safety of reactors, then I think it may be time for you to leave nuclear energy." I was speechless. But it was apparent to me that my style, my attitude, and my perception of the future were no longer in tune with the powers within the AEC.

Ali recimo Indija vec duze vremena radi na ovoj tehnologiji ( koliko joj vlastiti resursi i dugogodisnje sankcije dozvoljavaju), inace vlasnici 25% nalazista torija na svijetu:

http://en.wikipedia.org/wiki/India%27s_three-stage_nuclear_power_programme

Prema podacima WNA (http://www.world-nuclear.org/info/nuclear-fuel-cycle/mining-of-uranium/uranium-mining-overview/) samo trenutno poznatih zaliha  ima za barem idućih 80 godina korištenja u nuklearkama, a ogroman dio svijeta još uopće nije istražen za depozite komercijalno isplativog rudarenja urana. Samo u 2005. i 2006. pronađena su nova nalazišta koja su poznate svjetske zalihe uranove rude povećale az 15%. 

Kamo sreće da se poveća izgradnja nuklearki, ali ja baš ne vidim da se to događa. 

U čitavom svijetu trenutno je aktivno preko 400 NE, tako da 29 novih u velikoj shemi stvari i golemim rezervama urana ne znači mnogo.

BTW, međunarodni projekt fuzijskog reaktora ITER u Francuskoj bit će dovršen 2019. (gradnja), a puna fuzija kreće 2027., kada će, ako sve bude išlo po planu, u Južnoj Koreji s radom krenuti i DEMO - njihov komercijalni fuzijski reaktor.

Ukratko, za nekih 30-tak godina ili manje već ćemo vjerojatno imati komercijalne fuzijske nuklearke (sa svim prednostima koje bi trebale imati u odnosu na druge nuklearke, ali i sve ostale oblikle dobivanja energije), tako da je pitanje navodne nestašice urana, debelo preuranjeno. 

Meni je priča s oplodnim reaktorima zanimljivija zbog zatvorenog kruga (manje-više) koji daje manje visokoaktivnog nuklearnog otpada koji se reciklira, umjesto da se samo skladišti. 

Početni troškovi su toliko ogromni (do sada preko 50 milijadi dolara) da bi ITER mogao prodavati struju do kraja svog radnog vijeka, a da ne povrati ni promil uloženog novca. Ni Teslin prvi elektromotor na izmjeničnu struju također nije korišten ni za što drugo nego kao tehnološki demonstrator i to je okej - korist od tako razvijenih tehnologija je neusporedivo veća od direktne koristi koje bi tehnološki demonstratori imali da ih se upogoni u komercijalnu proizvodnju.

Zanimljivo je prepucavanje u energetskom sektoru i guranje pojedinih tehnologija u prvi plan. Naizgled zelene tehnologije, kad zakopaš malo dublje ispod površine, možda i nisu toliko zelene. Na kraju najzelenije ispadaju protočne mini centrale.

Što se tiče nuklearnih elektrana, mene osobno smetaju sustavi koji otpadnu toplinu odbacuju (u svim vremenskim uvjetima) slobodno u okoliš (zrak, voda ili kombinacija, otuda i oni karakteristični tornjevi koji služe za odvođenje topline) što mi se ne čini pretjerano racionalnim. Drugo je pitanje što učiniti s tom energijom ako je nuklearna elektrana predaleko od potencijalnih korisnika.

Namjena reaktora je jasna iz samog izvornog imena: International Thermonuclear Experimental Reactor (danas je samo ITER, latinski za "put", jer je javnost imala negativne konotacije kod spoja riječi termonuklearni i eksperimentalni).

ITER će koristiti 50 MW snage za zagrijavanje plazme do temperature koja je potrebna da počne fuzija i dizajniran je da kroz fuziju dobije 500 MW izlazne snage (u obliku topline) koju treba održavati tijekom 1000 sekundi ili 300 MW tijekom 50 minuta. Usput, JET - Joint European Torus - dosad najveći eksperiment s reaktorom tokamak tipa, 1997. godine je postigao 16 MW tijekom djelića sekunde, uz 24 MW na ulazu. Stvar je u tome da se tako dobivena toplina neće koristiti za komercijalno generiranje električne energije, što nije izvedivo budući da će reaktor raditi povremeno, kako se izvode eksperimenti. Testirat će se mogućnost proizvodnje električne energije - dio modula ovojnice (unutrašnjeg zida) reaktora bit će spojen na parne turbine i generatore i generirat će oko 1 MW električne snage.

Treba spomenuti da je 50 MW samo toplina koja ulazi u reaktor - za generiranje te topline potrebno je oko 120 MW električne energije (učinkovitost sustava grijanja plazme je oko 40%), za ostale potrebe računa se da je potrebno još oko 80 MW, što znači da je za pogon potrebno oko 200 MW električne snage. Reaktor će proizvoditi oko 500 MW topline; u obzir se može uzeti 20% više zbog egzotermnih reakcija u ovojnici reaktora. Učinkovitost proizvodnje električne energije u termoelektranama tipično se kreće do oko 40-45%, tako da ITER ne bi proizvodio velike količine komercijalno iskoristive električne energije - ukoliko uzmemo učinkovitost od 40%, ITER bi proizvodio 240 MW električne snage, a za rad zahtijevao 200 MW. Za usporedbu, TE Plomin 1 je 125 MW električne snage, TE-TO Zagreb 440 MW električne i 850 MW toplinske snage, a NE Krško 696 MW električne snage.

edit: ispravak tipografske greške

odličan tekst. nemojte sad da prođe pokoja godina dok ne kapne ovako nešto opet...