Energia nuklearna to ogromna szansa dla ludzkości na źródło energii, które wyzwoli nas od ograniczeń zasobów węgla, ropy czy gazu. Jednak jak każda technologia, także energetyka jądrowa walczy ze swymi niedoskonałościami i niepożądanymi skutkami działalności.
Najtrudniejsze z nich to odpady nuklearne – dużo ich i długi jest okres ich intensywnej radioaktywności. Zatem fundamentalnym wyzwaniem, które stoi przed energią atomu, jest zamknięcie cyklu paliwowego, uczynienie go bezodpadowym, żeby nie pozostawiała po sobie żadnych „brudnych śladów”.
Rosja dzięki naukowcom i przemysłowi atomowemu (holding Rosatom) zaczyna rozwiązywać ten problem. Na czym polega nowość?
Otóż klasyczny reaktor wodny, ciśnieniowy (ogromna większość dzisiaj pracujących na świecie), zostaje uzupełniony – reaktorami na szybkich neutronach (BN). Te pierwsze produkują tanią energię, potrafią dostosować się do zmienności zapotrzebowania od odbiorców, jednak w niewielkim stopniu wykorzystują paliwo nuklearne. Te drugie produkując energię, niszczą najbardziej promieniotwórcze resztki wypalonego paliwa, jednocześnie produkując z niego nowe paliwo dla tych pierwszych. Dwa elementy cyklu paliwowego (termiczny i na szybkie neutrony) pracują w powiązaniu, zaopatrując się nawzajem w paliwo jądrowe.
W reaktorach jądrowych dzisiejszej energetyki zużywa się mikroskopijną część uranu. Izotop 235, powszechnie stosowany w kontrolowanej reakcji łańcuchowej, to tylko 0,7 procenta globalnych zasobów tego pierwiastka, pozostałe 99,3% to niewykorzystywany uran 238.
Cały świat próbował poradzić sobie z tym wyzwaniem, jednak nikt nie przełamał problemów technicznych… oprócz Rosjan. Francuzi byli blisko, mieli nawet szczytne plany, by zamienić połowę swych mocy na reaktory na szybkich neutronach, jednak zachodnia energetyka jądrowa raczej umiera niż się rozwija. Podobnie w Ameryce, gdzie również rozpoczęto próby z nowym rodzajem paliwa, jednak nie przełamano technicznych wyzwań i porzucono badania.
A nagroda jest wielka. Zasoby uranu 238 (a także toru) są praktycznie nieograniczone. Wystarczają na dziesiątki tysięcy lat. Tysięcy! Już nie mówiąc o ilościach, które pozostały z procesu wzbogacania uranu, gdzie zwiększa się ilość U235, a pozostaje cały zapas 238. Mamy rezerwy paliwa nuklearnego na tysiąclecia! Więc nikt nie będzie już wierzył w straszenie publiczności czymś w rodzaju atomowego Peak Oil.
Autorem koncepcji jest Rosatom – potentat nuklearny na skalę światową, taki Gazprom energetyki jądrowej. To potężny koncern energetyczny, zatrudniający ćwierć miliona pracowników, obecny w 50 państwach świata i wdrażający tam 36 bloków jądrowych (pierwsze miejsce w świecie pod względem budowy za granicą – 133 miliardy dolarów zamówień w portfelu). Zresztą także pierwszy w świecie pod względem wzbogacania uranu. Mający w Rosji oddać do użytku w tym dziesięcioleciu 14 nowych bloków jądrowych o mocy 21 gigawatów. Potęga.
Rosatom w czerwcu rozpoczął budowę przełomowego reaktora Brest-300, który ma przetestować wypracowane technologii już w znaczącej skali. Brest-300 jest chłodzony płynnym ołowiem i ma rewelacyjne parametry. Stąd został nazwany „kamieniem filozoficznym” energii nuklearnej. To na razie instalacja eksperymentalna, jednak o znaczącej mocy 300 megawat. Gotowy jest już projekt przemysłowej instalacji o dużej mocy, BR-1200.
A to już druga linia technologiczna szybkich reaktorów. W Rosji reaktory na szybkich neutronach to nie jakaś nowość i rewelacja, pierwsze powstały ponad 60 lat temu, a reaktor przemysłowej skali BN-800 (800 megawatów mocy) pracuje już od grudnia 2015 r. Razem rosyjskie reaktory na szybkie neutrony mają moc 1400 megawatów. To tylko cząstka 30 tysięcy MW mocy rosyjskiej energetyki jądrowej i 28 GW w blokach Rosatomu za granicą.
Rosja jest bliska osiągnięcia takiego poziomu doskonałości technologicznej w energii nuklearnej, że określenie „supermocarstwo energetyczne” może się odnosić właśnie do tego źródła energii, które może na długie tysiąclecia zaspokoić potrzeby ludzkości.
Andrzej Szczęśniak
Myśl Polska, nr 31-32 (1-8.08.2021)
