Energetyka jądrowa: reaktory LFTR, MSR – problemy [6/7]

Poprzednie części cyklu o energetyce jądrowej:

Prototypowe reaktory MSR były konstruowane w latach ’50 i ’60 XX w. Zweryfikowane zostały w praktyce podstawowy tego rozwiązania, w tym praca w wysokich temperaturach rzędu 700-800°C, praca z solami fluorowymi litu i berylu, moderator grafitowy, stabilna praca, odgazowywanie w trakcie działania reaktora, wykorzystywanie różnych paliw, w tym ²³³U (oraz ²³⁵U i ²³⁹Pu), procedury operacyjne reaktorów MSR, stabilność soli paliwowych i ich wpływ na elementy konstrukcyjne z grafitu i stopu niklowego Hastelloy N.

Reaktor

Jednak przed wykonaniem komercyjnego reaktora należy dopracować szereg problemów technicznych. Przedstawia je m.in. opracowanie przygotowane przez US DOE Nuclear Energy Research Advisory Committee. Dalszych badań wymagają:

słabo poznane kwestie chemicznego zachowania soli
kwestia rozpuszczalności w solach aktynowców i lantanowców
reakcje pomiędzy napromieniowanymi solami paliwa a materiałem konstrukcyjnym i grafitem moderatora
osadzanie się pochodzących z rozpadu promieniotwórczego metali szlachetnych na wymiennikach ciepła
kwestie przetwarzania i separacji, ze szczególnym skupieniem się na uproszczeniu tych procesów

Należałoby też przygotować zgodne ze współczesnymi technologiami i standardami plany techniczne reaktora i cyklu wytwarzania energii i przerabiania paliwa. Pozostałe kwestie dotyczą głównie kwestii wydajnościowych i inżynierskich, takich, jak:

kryteria wyboru składu soli
kwestie korozji i osłabiania materiałów w celu określenia czasu życia i odporności elementów konstrukcyjnych
kontrola trytu
kontrola chemicznej soli i utleniania
ekstrakcja pierwiastków z ciekłej soli i oczyszczanie soli
technologia poprawiania i kontrolowania odporności grafitu

To wiele kwestii technicznych, wymagających badań, ale nic będącego barierą nie do przejścia. Oczywiście, jeśli mają powstać plany masowej budowy tego typu reaktorów, lepiej dopracować szczegóły techniczne najpierw, a nie ponosić znacznie wyższe koszty poprawek później.

Poważniejsze wątpliwości dotyczą m.in. możliwości rozpowszechniania się broni jądrowej. W zasadzie nic nie stoi na przeszkodzie, żeby działający reaktor obłożyć uranem²³⁸U i w ten sposób wyprodukować choćby kilkadziesiąt kilogramów plutonu ²³⁹Pu, co może dać materiał potrzebny do skonstruowania bomby atomowej.

Wiele zastrzeżeń mają też organizacje ekologiczne, np. Austrian Ecology Institute w publikacji: Science or Fiction – Is there a Future for Nuclear? nie zostawia suchej nitki na reaktorach IV generacji. Jednak czytając zastrzeżenia odnośnie reaktorów MSR, możemy stwierdzić, że za wyjątkiem możliwości proliferacji broni atomowej nie odnoszą się one w większości do rozwiązania LFTR.

Pojawiają się też opinie, że ludzkość nie dorosła do posiadania potężnego, niewyczerpanego źródła energii i szkody, których możemy narobić byłyby katastrofalne dla środowiska i biosfery i w rezultacie nas samych. I patrząc na to, co obecnie robimy z biosferą, zasobami i przyszłością naszych dzieci nie są to obawy zupełnie bezzasadne. Ale to już temat na zupełnie inną dyskusję…

Marcin Popkiewicz

Czytaj odcinek [7/7]: Dlaczego budujemy reaktory LWR, a nie LFTR