Nowe paliwa jądrowe

Reaktory czwartej generacji oraz połączenie ponownego użycia ze strategia recyklingową są kluczowym elementem tych studiów.

Projekt o wartości €9.4mln (£7.9mln) prowadzony jest przez szwedzki Chalmers University of Technology oraz przez angielskich naukowców z National Nuclear Laboratory (NNL) przy współpracy z innymi uniwersytetami.

Obecnie większość reaktorów na świecie bazuje na reaktorach termalnych, które używają paliw tlenkowych. Ponadto paliwo, które znajduje się w reaktorze tylko przez pewien okres czasu po wykorzystaniu musi być składowane przez ok. 100 tys. lat.

Jedynie ok. 1% energii z paliwa jest wykorzystywany, choć niektóre kraje tj. Wielka Brytania czy Francja przeprowadzają recykling plutonu przed jego ostatecznym składowaniem.

Alternatywa dla tlenków

Nazwa reaktor następnej generacji jest błędna, bowiem urządzenie to nie tylko reaktor. To kombinacja reaktora termicznego, prędkiego reaktora, jednostki recyklingowej oraz zakładu produkcji paliwa. Zdaniem naukowców takie połączenie funkcji to prawdziwa alternatywa dla paliw tlenkowych.

Idea paliw jest taka, że ich zewnętrzna temperatura powinna być tak wysoka, iż doprowadza wodę do wrzenia.
Jednak jeśli występuje niska przewodność cieplna, temperatura wewnątrz osadu także musi być odpowiednio wysoka aby doprowadzić do 500 ° C na zewnętrznej części osadu paliwa.

Ewentualnie, w przypadku wysokiego współczynnika przewodzenia ciepła, można utrzymywać dużo niższą temperaturę wewnątrz. Jest to znacznie bezpieczniejszy sposób, a połączony z wyższą temperaturą topnienia. daje dużo większy margines dla topnienia rdzenia.

Przykładem jest tu paliwo metaliczne, które ma bardzo dobrą przewodność cieplną, ale niską temperaturę topnienia, podczas gdy paliwo tlenkowe ma słabą przewodność cieplną i niską temperaturę topnienia.

Paliwa jądrowe oparte są na azotkach i węglikach, które mają zarówno dobrą przewodność cieplną jak i wysoką temperaturę topnienia. Być to w nich drzemie potencjał na przyszłość. Jednak wciąż nie przeprowadzono wielu badań w tym zakresie.

"Ideą tego projektu jest znalezienie sposobu wytwarzania tych nowych paliw, które można by produkować przemysłowo. Mamy nadzieję, do końca realizacji projektu będziemy w stanie wytwarzać te paliwa a potem je napromieniować. Mamy trochę plutonu cyrkonu azotyny. Będziemy przeprowadzać eksperymenty na kilku „tabletkach”. Oczywiście to nie wystarczy, aby uruchomić reaktor, ale wystarczy, żeby odkryć zasady działania” twierdzą naukowcy.

Obok kwestii bezpieczeństwa istotne jest także inny cal. Jest wiele pomysłów jak osiągnąć bardziej efektywny obieg paliwowy, w którym paliwo będzie przynajmniej w 80% recyklingowane (przy 1% obecnie).

(ma)