Małe reaktory modułowe (SMR): Kluczowa innowacja dla czystych rozwiązań energetycznych
Małe reaktory modułowe (SMR), zdolne do wytwarzania do 300 megawatów energii elektrycznej, stają się kluczową technologią w dążeniu do czystej i zrównoważonej energii. SMR oferują modułowość i elastyczność, dzięki czemu można je dostosować do różnorodnych zastosowań, w przeciwieństwie do tradycyjnych reaktorów jądrowych na dużą skalę. Departament Energii USA zainwestował znacząco w rozwój SMR, mając na celu zmniejszenie emisji dwutlenku węgla i wzmocnienie pozycji Ameryki jako lidera w branży jądrowej.
Kluczowe projekty i zatwierdzenia SMR
NuScale Power Corporation z siedzibą w Oregonie osiągnęła kamień milowy w 2022 roku, uzyskując zatwierdzenie projektu SMR przez Amerykańską Komisję Regulacji Jądrowych (NRC). US600 SMR firmy NuScale priorytetowo traktuje modułową konstrukcję i pasywne mechanizmy bezpieczeństwa, w tym system rozcieńczania boru napędzany grawitacyjnie, zapewniający niezawodne zabezpieczenia awaryjne. Holtec International również otrzymał zatwierdzenie NRC dla swojego projektu SMR-300, który zawiera zintegrowany reaktor wodny ciśnieniowy (iPWR) z systemami bezpieczeństwa napędzanymi grawitacyjnie.
General Atomics z siedzibą w Kalifornii oferuje unikalne podejście dzięki swojemu modułowi Energy Multiplier Module (EM2). EM2 wykorzystuje system chłodzenia gazem helowym, omijając ograniczenia termiczne wody, w przeciwieństwie do tradycyjnych reaktorów wodnych ciśnieniowych (PWR). Konstrukcja ta zawiera również paliwo z węglika uranu pokrytego ceramiką, działające w wysokiej temperaturze około 850°C, co zapewnia wydajne spalanie odpadów i wytwarzanie energii.
Postępy w badaniach nad paliwem SMR
Ostatnie badania koncentrują się na wzmocnieniu źródeł paliwa SMR. Bangor University w Wielkiej Brytanii zbadał wykorzystanie 7% wzbogaconego wysoko wzbogaconego uranu nisko wzbogaconego (HALEU) na eksperymentalnych prętach absorbujących, wykazując zwiększoną pojemność paliwa i długość cyklu w symulacjach. Bandung Institute of Technology w Indonezji zbadał ogniwa energetyczne oparte na torze, podkreślając dostępność i potencjał toru. Jednak optymalizacja wydajności i bezpieczeństwa paliwa torowego nadal stanowi wyzwanie.
Integracja i perspektywy na przyszłość
SMR można zintegrować z sieciami energii odnawialnej, aby rozwiązać problem zmienności zasobów wiatrowych i słonecznych. W badaniu przeprowadzonym w 2023 roku przez Departament Energii we Włoszech zasymulowano iPWR SMR w hybrydowych systemach energetycznych, demonstrując ich potencjał w zakresie równoważenia produkcji energii i spełniania oczekiwań produkcyjnych. Pomimo wyzwań, takich jak wysokie koszty początkowe i przeszkody regulacyjne, SMR stanowią obiecujący krok w kierunku czystszej i bardziej zrównoważonej przyszłości energetycznej.