To zadziwiające, że tak niewiele zostało jeszcze powiedziane o reaktorach ciekłosolnych, które są tak naprawdę z nami od lat 50. XIX wieku. Te niestety nie cieszyły się zbyt wielką popularnością pod kątem badań, rozwoju oraz wprowadzania w życie, ale ostatnio holenderska Nuclear Research and Consultancy Group (NRG) zakończyła ważny etap testów z ich udziałem.
Czytaj też: Oto najpotężniejszy komputer kwantowy IBM
Był to tak naprawdę jeden z niewielu testów, bo ostatni został przeprowadzony w Oak Ridge w stanie Tennessee w latach 60. XX wieku. Ten najnowszy miał wykazać potencjał bezpiecznej eksploatacji przyszłego reaktora nuklearnego właśnie pod kątem MSR, czyli wspomnianego reaktora ciekłosolnego.
Te różnią się od konwencjonalnych reaktorów jądrowych pod wieloma znaczącymi względami, które czynią je potencjalnie bezpieczniejszą i wydajniejszą alternatywą. Wynika to z faktu, że chociaż oba reaktory działają identycznie, to mają zasadniczo odmienny projekt inżynierski.
W reaktorze z lekką wodą paliwo jądrowe jest wzbogacone uranem lub plutonem w prętach pokryte stopem cyrkonu zanurzonych w wodzie. Woda ta działa zarówno jako moderator, jak i czynnik chłodzący reaktora. Kiedy neutron uderza w atom uranu lub plutonu, rozdziela się, uwalniając energię i dodatkowe neutrony, które w reakcji łańcuchowej uderzają w więcej atomów.
Woda łagodzi reakcję, spowalniając neutrony i zwiększając szanse, że te uderzą w atomy. Wadą tego rozwiązania jest fakt, że woda jest utrzymywana pod bardzo wysokimi ciśnieniami i temperaturami. Rozwiązanie? Wystarczy zastąpić wodę solą.
W reaktorach ciekłosolnych (MSR) zamiast wody otaczającej pręty paliwowe paliwo miesza się z solą, która została podgrzana do punktu, w którym topi się i jest płynna, a pręty paliwowe z grafitu działają jako moderator i kontrolują siłę reakcji. O tym rozwiązaniu informacji jest naprawdę niewiele, ale korzystając z tego wątku na forum dowiadujemy się na ten temat całkiem sporo.
Korzyści z reaktorów ciekłosolnych
Jedną z największych zalet MSR jest to, że reaktory mogą być zasilane szeroką gamą pierwiastków, w tym stosunkowo licznymi rozszczepialnymi, takimi jak tor, a produkty odpadowe są znacznie mniej problematyczne pod kątem bezpieczeństwa. Mogą ponadto zostać zredukowane do bezpiecznych poziomów radioaktywnych szybciej niż zużyte paliwo z konwencjonalnych reaktorów.
Na dodatek reaktory ciekłosolne nie muszą zostawać wyłączane przy potrzebie „tankowania”. Zamiast tego stare paliwo może zostać odfiltrowane, a na jej miejsce wpompowane świeże paliwo.
Co jednak najważniejsze – reaktor ciekłosolny jest bezpieczniejszy od tego, wykorzystującego wodę. W nim nie ma potrzeby budowania kosztownej obudowy reaktora na wypadek jego rozszczelnienia, a sam rdzeń reaktora przez obecność soli w stanie ciekłym nie może ulec stopieniu.
Jeśli jednak do awarii dojdzie, to prosty zbiornik bezpieczeństwa wyeliminowałby jej następstwa, do którego sól wpłynęłaby pod wpływem grawitacji, zabijając reakcje. Reaktor ciekłosolny zabezpiecza też placówkę przed eskalacją reakcji łańcuchowej, a na dodatek jest bardziej wydajny przy zachowaniu mniejszego rozmiaru.
Nic więc dziwnego, że wreszcie jakaś agencja zajęła się tym rodzajem elektrowni jądrowych, choć tak naprawdę ostatnie badania wykazujące potencjał w MSR rozpoczęły się od eksperymentu SALIENT-01 w 2015 roku, jako części koncepcji reaktora torowego. Obecne prace obejmują badania materiałów budowlanych oraz przetwarzania i oczyszczania stopionej soli i odpadków. Jak wspomniał Ralph Hania z NRG:
Zakończenie naszej pracy w reaktorze oznacza, że możemy teraz dokładniej zbadać napromieniowaną sól w laboratoriach NRG. Oznacza to, że naprawdę będziemy mogli zobaczyć, jak sól reaguje na napromienianie w reaktorze.
Czytaj też: Oto niezwykle szczegółowa mozaika Marsa uchwycona z orbity
Źródło: New Atlas
