Menu

BN-800 – Újgenerációs reaktor

Számos innovatív megoldásokat fogadtak el a BN-800 tervezés során a nukleáris és a sugárvédelmi követelmények maximális növelése érdekében.A jövőben a gyorsneutronos újgenerációs reaktorok választ tudnak adni a kiégett nukleáris fűtőelemek kezelésének és tárolásának problémájára, valamint az uránkészletek kimerülésével kapcsolatos aggodalmakra is, ezért nagyon sok ország potenciális fűtőanyagként tekint a kiégett fűtőelemekre.

 

Hiszen a gyorsneutronos reaktorok elterjedésével és a zárt üzemanyagciklus megvalósulásával lehetőség nyílik arra, hogy az atomenergia továbbra is fenntartható módon legyen képes hozzájárulni a világ növekvő energiaéhségének kielégítéséhez. Jelenleg egyre több ország nyitott az atomenergia-felhasználás irányában, hiszen a növekvő energiaigény kielégítése, a klímaváltozás elleni harc és a szén-dioxid-kibocsátás csökkentés egyik leghatékonyabb eszköze az atomenergia. Ugyanakkor az atomenergia kulcskérdései közé tartozik az, hogy a kiégett fűtőelemek mennyisége 2050-ig számottevően növekedni fog – erre minden szempontból megfelelő választ kell adni –, valamint a jelenleg ismert uránkészletek csökkeni fognak.

A gyorsreaktorok rendkívüli fontosságát felismerve Oroszországban intenzíven folynak e reaktorok fejlesztésével kapcsolatos kutatások. Eddig több mint 20 milliárd dollárt költöttek el különböző fejlesztésekre.

gyorsneutronos_reaktorok_fejlesztése_Oroszországban

Kína és India rendkívül nagy energiaéhsége miatt szintén különösen érdekelt a zárt üzemanyagciklus és a gyorsneutronos reaktorok fejlesztésében. A kisebb országok viszont nem tudják állni az ekkora fejlesztési költségeket, ezért nagyon fontos, hogy az egyes országok között együttműködés jöjjön létre a gyorsreaktorok kutatásának és alkalmazásának tekintetében.

Jelenleg Franciaország, USA, Japán és Dél-Korea azt tervezi, hogy ha „lejár” a könnyűvizes reaktorok ideje, akkor azokat lecserélik gyorsreaktorokra, de egyelőre csak elméleti síkon közelítenek a kérdéshez. Az orosz, indai és kínai megközelítés a gyakorlat szempontjából vizsgálja a gyorsreaktorok kérdését. A terv az, hogy 2030-ra kidolgozzák a gyorsreaktorok és a zárt üzemanyagciklus alaptechnológiáját annak érdekében, hogy azt kereskedelmi célú energiatermelésre lehessen használni.

Oroszországban már az 1980-as évek óta üzemel egy ilyen, BN-600 típusú reaktor a Belojarszki Atomerőműben. A világon ez a legnagyobb gyorsneutronos reaktor, melynek 2012-ben a teljesítmény-kihasználási tényezője 80,8 százalék volt. A több évtizedes üzemeltetési tapasztalat, a folyamatos fejlesztések lehetőséget adtak arra, hogy újabb, nagyobb teljesítményű, high-tech technológiát felhasználó, a legszigorúbb biztonsági követelményeknek is megfelelő gyorsneutronos reaktor épüljön Oroszországban.

Oroszországban már az 1980-as évek óta üzemel egy ilyen, BN-600 típusú reaktor a Belojarszki Atomerőműben.

A jelenlegi telephelyen jövőre elkészül egy újabb, nagyobb, 800 MW teljesítményű, BN-800 típusú reaktorral felszerelt energiablokk. A blokk rendelkezésre állása a tervek szerint 85%-os, tervezett üzemideje pedig 45 év lesz. Számos innovatív megoldásokat fogadtak el a BN-800 tervezése során a nukleáris és a sugárvédelmi követelmények maximális növelése érdekében. A beépített passzív biztonságvédelmi rendszerek lehetővé teszik, hogy a reaktor biztonsága független legyen a kiegészítő rendszerektől és az emberi tényezőtől is. Összességében e típus belső biztonságát a fizikai-technikai (pl. a nátrium kedvező hőfizikai, termodinamikai tulajdonságai) adottságai garantálják. Természetesen a blokk védett lesz a külső behatások ellen (földrengés, repülőgép rázuhanás, külső robbanás, hó-, jég- és szélterhelés) is.

Az aktív zónából kilépő nátrium hőmérséklete 505 °C, amelynek következtében jó, 42 százalékos termodinamikai hatásfokkal lehet villamosenergiát termelni. Növeli a biztonságot, hogy a hűtőközegnek igen nagy tartaléka van az elgőzölgéssel szemben és a primer rendszer lényegében atmoszférikus nyomáson üzemel.

bn_800

Ugyanakkor még jó néhány évre van szükség ahhoz, hogy a technológiával a külpiacokra is kilépjen a Roszatom, mivel az új reaktorokhoz új fűtőanyag-infrastruktúrára is szükség van, és ezt a teljes komplexumot először Oroszországban kell létrehozni. A tervek szerint 2030-ra sikerül megteremteni azt a technikai-technológiai bázist, ami lehetővé teszi, hogy más országokban is megjelenjen a rektorok új generációja. Az új BN-800-as és a tervezett BN-1200-as típus esetében az előzetes számítások azt mutatják, hogy hatásfokuk egyre magasabb lesz, és várhatóan a beruházási költségük is versenyképessé válik.

Technológiailag ezek a típusú reaktorok nagyon bonyolultak, ezért fajlagos beruházási költségük is sokkal magasabb, mint a termikus reaktorral épített atomerőműveké. Az első gyorsneutronos reaktor megépítése még 40-50 százalékkal többe került, mint a „hagyományos” VVER típusé. A BN-800-asnál már csak 20-30 százalékos a különbség, a még nagyobb beépített teljesítményű – egyelőre csak a tervekben szereplő –, BN-1200-astól pedig már azt várják, hogy az 1 MW beépített teljesítményre vonatkozó beruházási költség megközelíti majd a „hagyományos” reaktor költségét. A BN-1200 típusú blokk esetében már 90 százalékos rendelkezésre állással, és 60 éves tervezett üzemidővel számolnak.

A jelek szerint óriási lehet a nemzetközi érdeklődés a technológia iránt, az ilyen berendezések ugyanis olyan fűtőelemekkel működnek, amelyeket a „hagyományos” reaktorok kiégett üzemanyagainak feldolgozásával gyártanak. A tervek szerint a kiégett üzemanyag felhasználható az orosz gyorsreaktorokban egy közös projekt keretében.

Az INPRO tagjai

Az együttműködést célozza az Innovatív Nukleáris Reaktorok és Üzemanyagciklus Nemzetközi Projekt – International Project on Innovative Nuclear Reactors and Fuel Cycles (INPRO), amelynek 39 tagja van. A 38 NAÜ-tagország és az Európai Bizottság az INPRO keretében működik együtt, a legfontosabb célkitűzésük pedig az, hogy az atomenergia a XXI. században is fenntartható módon tudja kielégíteni a globálisan növekvő energiaszükségletet.


Hozzászólások

ugrás az oldal tetejére