Westinghouse rozwija przyszłość energetyki jądrowej - nowe paliwa, reaktory IV generacji i druk 3D

Ulepszanie paliwa jądrowego, paliwo i materiały do rektorów IV generacji, zastosowanie druku 3D w elementach reaktora to główne obszary badań rozwojowych Westinghouse - powiedziała PAP wiceprezes ds. rozwoju technologii i szefowa działu badań i rozwoju firmy Lou Martinez Sancho.

Westinghouse w konsorcjum z Bechtelem ma wybudować na Pomorzu pierwszą polską elektrownię jądrową. Westinghouse jest dostawcą technologii reaktora i paliwa.

Rozległy program badawczo-rozwojowy 

Jak podkreśliła Lou Martinez Sancho, firma prowadzi rozległy program badawczo-rozwojowy w zakresie paliw jądrowych, wykorzystując dekady doświadczeń i dane operacyjne. "Sztuczna inteligencja pozwala nam analizować te dane w celu optymalizacji wydajności paliwa i zwiększenia bezpieczeństwa. Jednym z bardziej fascynujących obszarów naszej pracy są badania nad zastosowaniem paliw o wyższym wzbogaceniu uran w celu poprawy efektywności i niezawodności pracy bloków jądrowych" - wyjaśniła wiceprezes.

Dodała, że zastosowanie takich paliw może pozwolić na produkcję większych ilości energii w istniejących elektrowniach. Ostatnią innowacją firmy jest paliwo ATF (Accident Tolerant Fuel - o zwiększonej odporności na wypadki), które już zostało dostarczone pierwszemu klientowi w USA - zaznaczyła Martinez Sancho.

Paliwo typu TRISO

Westinghouse pracuje także nad paliwem typu TRISO (TRi-structural ISOtropic). Paliwo to ma formę kul lub cylindrów, w których właściwy materiał rozszczepialny jest otoczony odpornymi warstwami grafitu i materiałów ceramicznych. TRISO m.in. wytrzymuje bez szkody znacznie wyższe temperatury niż klasyczne paliwo w reaktorach wodnych.

Amerykański dozór jądrowy NRC zatwierdził już TRISO w połączeniu z odpowiednim chłodziwem jako funkcjonalną barierę bezpieczeństwa. "Jest to ogromne osiągnięcie, potencjalnie eliminujące potrzebę stosowania tradycyjnych, kosztownych betonowych konstrukcji obudowy bezpieczeństwa" - oceniła Martinez Sancho. Technologia ta szybko się rozwija i może zrewolucjonizować konstrukcję reaktorów, właśnie dlatego przyszłe mikroreaktory, takie jak projekt Westinghouse eVinci, będą wykorzystywać paliwo TRISO, umożliwiając ich bezpieczną lokalizację bliżej obszarów zamieszkałych - zaznaczyła. Paliwa typu TRISO używać ma projektowany wysokotemperaturowy reaktor HTGR-POLA, który miałby powstać w Narodowym Centrum Badań Jądrowych w Świerku.

Druk 3D 

Innym obszarem badań jest druk 3D i zastosowanie wytwarzanych tą metodą elementów w reaktorach. "Westinghouse jest jedną z pierwszych firm jądrowych, które wykorzystują drukowane technologią 3D filtry zanieczyszczeń w reaktorach, co zwiększa niezawodność i większy stopień wykorzystania reaktora. Uzyskaliśmy już kluczowe licencje dla komponentów drukowanych w 3D, w tym od dozorów jądrowych w USA, Kanadzie i Europie" - podkreśliła wiceprezes. Jak dodała, "pięć lat temu pomysł drukowanych w 3D komponentów w reaktorze jądrowym wydałby mi się nierealny. Jednak szybki rozwój tych technologii sprawił, że jest on dziś rzeczywistością".

Mały reaktor 

Westinghouse pracuje także nad projektem małego reaktora (SMR) AP300. "Jego koncepcja nie różni się zasadniczo od AP1000, gdyż jest jego pomniejszoną wersją. Takie podejście zasadniczo eliminuje potrzebę prowadzenia rozległych wstępnych prac badawczo-rozwojowych, ponieważ bezpośrednio korzystamy z istniejącej bazy wiedzy AP1000. To znacznie przyspiesza sam rozwój tego SMR-a oraz procesy projektowe i licencyjne" - powiedziała Lou Martinez Sancho.

O ile AP300 wykorzystuje sprawdzone technologie, to inny projekt rozwojowy - mikroreaktor IV generacji eVinci wymaga opracowania nowych rozwiązań. W eVinci nie będzie wody jako chłodziwa, a to wymaga szerokich badań nad nowymi materiałami - wyjaśniła wiceprezes Westinghouse. Nie ma też danych operacyjnych, ponieważ reaktorów tego typu jeszcze nie ma. Dlatego potrzebne będą pogłębione testy oraz opracowanie i sprawdzenie metod projektowania i modelowania pracy takich jednostek - podkreśliła Lou Martinez Sancho.

Westinghouse zbudowało pierwszy na świecie komercyjny reaktor, uruchomiony w USA w 1957 r. Od tego czasu powstał szereg konstrukcji, aż po AP1000 zaliczany do generacji III+.

O pierwszej polskiej elektrowni jądrowej 

Inwestorem i przyszłym operatorem pierwszej polskiej elektrowni jądrowej w lokalizacji Lubiatowo-Kopalino na Pomorzu będzie należąca w 100 proc. do państwa spółka PEJ. W elektrowni mają stanąć trzy reaktory w technologii AP1000 Westinghouse. Zgodnie z obecnym harmonogramem wylanie tzw. pierwszego betonu jądrowego pod pierwszy reaktor ma nastąpić w 2028 r. Początek komercyjnej eksploatacji pierwszego bloku planuje się na 2036 r. (PAP)

wkr/ mick/ ktl/