A reaktory i tak przyjadą z Chin...

Ogłoszony we wtorek, 28 stycznia br., Program Polskiej Energetyki Jądrowej rozpętał dyskusję we wszystkich mediach, w której wałkowane są różne aspekty tego programu, a kompletnie przemilczana jest, nawet przez fachowców, kwestia zasadnicza, czyli generacja reaktorów planowanych dla naszych elektrowni jądrowych.

Tak bowiem się składa, że stoimy u progu rewolucji technologicznej w energetyce jądrowej - za sprawą małych reaktorów ciekłosolnych spalających tor. I właśnie dlatego tak ważne jest ustalenie kierunku, w którym będzie zmierzał PPEJ, i to na samym początku procesu inwestycyjnego. Rewolucja nadchodzi z Chin, choć pierwszy ciekłosolny reaktor torowy pracował przez kilka lat w USA. Nie jest więc wykluczone, że reaktory do naszych EJ przyjadą z Chin... Byle ciekłosolne, tanie i bezpieczne.

Technologia XXI wieku
Impulsem do rewolucji, o której niewiele się pisze, są rosnące potrzeby energetyczne Chin, kraju, w którym mieszka 1/7 ludzkości, oraz zrozumiałe dążenie tego państwa do niezależności energetycznej. Rewolucja rozpoczęła się w 2011 r., pod nazwą "Chiński narodowy program rozwoju torowej energetyki jądrowej". Prace prowadzą Chińska Akademia Nauk oraz Szanghajski Instytut Fizyki Nuklearnej i Stosowanej. Do roku 2015 zespół pracowników naukowych zatrudnionych w tym projekcie liczył będzie 750 osób. Zadanie, które im postawiono, to przygotowanie - do 2020 r. - komercyjnych prototypów ciekłosolnych reaktorów torowych. Na początek dysponują budżetem w wysokości 350 mln dolarów, a znając chiński styl pracy i zdyscyplinowanie pracowników, na pewno nie będzie to grupa marnująca czas i pieniądze podatników...

Aby ocenić skalę i rozmach programu rozwoju chińskiej energetyki jądrowej, trzeba wiedzieć, że obecnie trwa budowa 51 reaktorów konwencjonalnych (czyli wodno-ciśnieniowych z paliwem uranowo-plutonowym), a kolejne ponad 150 jest w stadium planowania, co oznacza, że ich realizacja może nastąpić już w postaci reaktorów ciekłosolnych.

Jest to możliwe, zważywszy zdecydowanie mniejsze rozmiary tych reaktorów i zbędność gigantycznych instalacji zabezpieczających, a przede wszystkim dostępność paliwa. Chiny mają bogate zasoby toru, oceniane na 20 000 lat eksploatacji, zapewniającej pełne pokrycie potrzeb kraju.

Powody reaktywacji
Technologia spalania paliwa torowego znana jest od lat 60. ubiegłego wieku i być może dziś zaliczane byłyby do I generacji, gdyby nie mały "feler" cyklu spalania w tego typu reaktorach. Otóż nie dawały one "produktu ubocznego" (a może głównego), tak ważnego w okresie zimnej wojny, czyli plutonu.

Jest wysoce prawdopodobne, że gdyby nie potrzeby przemysłu zbrojeniowego, reaktory torowe mogły być podstawą energetyki jądrowej od co najmniej 40 lat, a zważywszy zalety ich eksploatacji - byłyby szansą na zagwarantowanie całemu światu taniej i bezpiecznej energii. Niestety, miały tę wadę, że nie były użyteczne dla celów militarnych i dlatego - w czasie rządów Richarda Nixona (1969-1974)- wstrzymano finansowanie prototypowej instalacji ciekłosolnego reaktora torowego - po 4 latach udanego funkcjonowania.

Od lat 60. do końcówki 80. pracowało na świecie jeszcze kilka reaktorów torowych, o różnych technologiach spalania tego paliwa, ale ich rozwój wraz z przełożeniem na komercyjne zastosowania został zatrzymany niemal na 20 lat.

Obecna reaktywacja ciekłosolnego reaktora torowego, to w pierwszym rzędzie efekt szoku po katastrofie elektrowni jądrowej w Fukushimie, ale także doświadczenia z prawie 50 lat eksploatacji reaktorów uranowo-plutonowych.

Liczne awarie, z reguły ukrywane, wysokie koszty eksploatacji - też ukrywane (w budżetach armii lub przemysłu zbrojeniowego), problemy z bezpiecznym lokowaniem odpadów radioaktywnych i stale rosnące koszty budowy tych siłowni, a później ich utylizacji oraz duża wrażliwość na niebezpieczeństwo ataku terrorystycznego - wszystko to razem zadecydowało o zmianach kierunku rozwoju energetyki jądrowej.

Na pewno ostatecznym ciosem była katastrofa w Fukushimie, choć otwarcie trudno usłyszeć taką opinię ze względu na siłę lobby producentów energetyki jądrowej opartej na paliwie uranowym.

Jednak tylko dzięki reaktorom ciekłosolnym realny jest powrót Japonii do energetyki jądrowej. Państwo tak mocno zranione i pozbawione źródeł energii jest na pewno mocno zdeterminowane tym brakami, a reaktory torowe są doskonałym rozwiązaniem, pozwalającym "zacerować" wyrwy po katastrofie i nie tylko odtworzyć dotychczasowy potencjał, ale także rozbudować japońską energetykę jądrową. I to bez protestów społecznych. Taki scenariusz zapowiedział (w grudniu 2012 r.) premier Japonii, ogłaszając reaktywację energetyki jądrowej, ale opartej na "całkowicie odmiennej technologii".

Oprócz Chin i Japonii prace nad komercyjnym zastosowaniem ciekłosolnych reaktorów torowych prowadzi też Norwegia, a także Stany Zjednoczone, które dość nagle i niespodziewanie ogłosiły program budowy małych reaktorów pod koniec roku 2013.

W którą stronę pójdzie Polska?
Pytanie fundamentalne, głównie dla społeczeństwa, które zapłaci za "sny o potędze" polskiej energetyki jądrowej - za 100 mld zł.

Na szczęście wszystkie dotychczasowe plany, łącznie z ogłoszonym właśnie PPEJ, są popularnym ostatnio "malowaniem obrazów piaskiem" - tak w kwestii terminów realizacji, źródeł finansowania, jak i wyboru reaktorów. Ważną "barierą bezpieczeństwa" jest też wysokość kosztów, gdyż plany kosztów mają się nijak do faktycznie ponoszonych - co pokazują przykłady Francji, Czech i Finlandii. Rząd polski finansuje już (za ponad 250 mln zł) prace badawcze i projektowe związane z lokalizacjami elektrowni jądrowych.

Polska nie musi "ubrać" się w energetykę jądrową, a jeśli już, to dopiero wtedy, gdy powszechnie dostępna będzie najnowsza technologia, oparta na ciekłosolnych reaktorach torowych.

Prawdziwa dyskusja społeczna jest jeszcze przed nami, choć w ogłoszonym właśnie programie stwierdzono (ponoć), że już się odbyła. Niestety, zwykli obywatele, choć to o ich przyszłości debatują wszystkie wysokie strony, nie mają szans na rzetelną ocenę stanu rzeczy i racjonalne wyważenie swojej opinii - ze względu na hermetyczność tej problematyki, co ułatwia manipulowanie opinią publiczną. Polaków straszy się widmem braku energii elektrycznej, choć od kilku lat maleje na nią zapotrzebowanie, ale przede wszystkim ogranicza się dyskusję społeczną o energetyce jądrowej do wymiany demagogicznych ciosów między zwolennikami i przeciwnikami tego źródła energii.

Pomija się także fakt, że jesteśmy posiadaczami największej ilości surowców energetycznych w Europie - w przeliczeniu na głowę jednego mieszkańca. Coraz częściej słyszy się też opinię, że wybór technologii i wykonawcy polskich EJ został już dokonany, a właściwie "wydeptany" przez francuskich lobbystów, z których pierwszym był obecny prezydent Francji...

Na szczęście mamy jeszcze trochę czasu, dlatego proponuję małą dawkę - w popularnej formie - wiedzy na temat nowej ery energetyki jądrowej, technologii, która "poległa" w czasie zimnej wojny, a dziś może zagwarantować światu energię tanią i czystą (zeromisyjną) dzięki małym i bezpiecznym reaktorom ciekłosolnym spalającym tor...

Bo uran jest z poprzedniego wieku

A oto krótka "wizytówka" techniczna ( w wersji popularnej) ciekłosolnego reaktora torowego - głównego sprawcy epokowego przełomu w energetyce jądrowej:

BEZPIECZEŃSTWO
Wynika z faktu, że jest to diametralnie inny reaktor, pracujący na paliwie płynnym - jego roztworze w stopionych solach fluorków i w cyklu paliwowym torowo-uranowym.
Reaktor ten określany jest najczęściej skrótami MSR (Molten Salt Reactor) lub LFTR (Liquid Fluoride Thorium Reactor) i dzięki dwu wymienionym wyżej zasadom konstrukcyjnym nie ma wad reaktorów dotychczasowych. Jest więc:
1. samoistnie bezpieczny dzięki tzw. negatywnej reaktywności temperaturowej. Innymi słowy wraz ze wzrostem temperatury rdzenia ponad poziom temperatury eksploatacyjnej reaktor ciekłosolny sam się zatrzymuje;
2. pracuje w ciśnieniu atmosferycznym i nie wymaga chłodzenia wodą, więc może być lokalizowany w miejscach jej pozbawionych;
3. brak ciśnienia i wody w systemie czyni zbędnym monstrualnie wielkie obudowy bezpieczeństwa. MSR można umieścić w podziemnej komorze, a całość siłowni zdolnej zaopatrzyć aglomerację miejską lub kompleks przemysłowy (także w ciepło przemysłowe!) zmieścić na obszarze wielkości centrum handlowego;
4. jak wynika z powyższego zdecentralizowane na obszarze kraju bloki energetyczne odciążałyby linie przesyłowe, których stan jest u nas, jak wiemy - opłakany;
5. wykluczone jest w MSR to, co przeraża wszystkich, czyli stopienie rdzenia, gdyż MSR pracuje na stopionej postaci rdzenia.

CZYSTOŚĆ
6. wypalenie (spożytkowanie) paliwa MSR sięga 99 proc. co w porównaniu z 0,7 proc. spalania w dzisiejszych reaktorach jest samo w sobie zaletą bezcenną. Oznacza to, że 1 t naturalnego toru produkuje w reaktorze MSR tyle energii, ile w reaktorach konwencjonalnych 35 t wzbogaconego uranu (wymagającego wydobycia 250 t uranu naturalnego) lub też 4 166 000 ton węgla kamiennego - w elektrowniach opalanych węglem.
7. oznacza też, że ilość odpadów jest w reaktorach MSR co najmniej 200 razy mniejsza niż w reaktorach LWR/BWR
8. odpady składają się w 83 proc. z niezwykle cennych izotopów, mających zastosowanie w przemyśle, w najnowocześniejszych technologiach i medycynie. Pozostałe 17 proc. może być oddzielone po 10 latach i stanowi odpady wymagające składowania tylko przez 300-400 lat, a nie setki tysięcy lat - jak w przypadku odpadów z reaktorów współczesnych.

TANIOŚĆ
9. MSR jest w stanie podążać za obciążeniem sieci, co ma kapitalne znaczenie dla elastycznego dysponowania mocą, a tym samym kosztów eksploatacji i produkowanej energii;
10. spalanie toru, którego jest w skorupie ziemskiej 3 do 4 razy więcej niż uranu oraz wysoki stopień wypalenia pozwalają szacować, że toru wystarczy ludzkości na setki tysięcy lat;
11. tor zużywany w reaktorze ciekłosolnym występuje jako kopalina w postaci jednego izotopu Th232 i nie wymaga wzbogacania czy kosztownej fabrykacji prętów paliwowych;
12. MSR w odpowiedniej konfiguracji może "dopalać" odpady z dzisiejszych reaktorów LWR/BWR, a tym samym umożliwi posprzątanie radioaktywnych śmietników po łodziach, bombach i elektrowniach jądrowych na całym świecie.
Do walorów obniżających koszty eksploatacji tych reaktorów wliczyć trzeba również punkty 3 i 4.

Źródło: Polski LFTR

Jeżeli chcesz codziennie otrzymywać informacje o aktualnych publikacjach ukazujących się na portalu netTG.pl Gospodarka i Ludzie, zapisz się do newslettera.