Bezpieczny, mały i prosty

Reaktor w każdym ogródku? Pierwsze miniaturowe elektrownie jądrowe będą pracowały na pustkowiach, np. na Alasce. Być może w przyszłości każde miasto będzie miało swoje niezależne zasilanie. Zdjęcie: Iwo Sajdak

Z pozoru bez sensu. Czy ktoś widział miniaturową elektrownię jądrową? Niektórzy widzieli i twierdzą, że to całkiem dobry pomysł.

Siłownia jądrowa kojarzy się z ogromnym przedsięwzięciem. Dziesiątki hektarów ogrodzonego drutem kolczastym terenu, wysokie budynki, chłodnie, turbinownia, obudowa reaktora... jednym słowem, dużo betonu i dużo stali. Rury, kable i masa urządzeń. Ten obraz nie jest do końca prawdziwy. Już dzisiaj można kupić reaktor, który jest niewielki (nie wyższy niż dorosły człowiek), bezobsługowy i... w ogóle nie wystaje ponad powierzchnię gruntu. Oferta takich urządzeń jest całkiem szeroka i skierowana przede wszystkim do administrujących zamkniętymi osiedlami (bazy wojskowe, laboratoria naukowe), które potrzebują niezależnego źródła zasilania. Małe elektrownie są też nie do przecenienia dla osad bardzo od siebie oddalonych. Nie zawsze przecież warto budować linie energetyczne na odległość kilkuset kilometrów. W końcu mogą być ciekawą alternatywą dla samorządów, które chcą zadbać o środowisko naturalne na swoim terenie. Z reaktora nie wydobywają się trujące spaliny.

Reaktor w praktyce

Za 5 lat w zasadzie każdy, kto ma 25 milionów dolarów, będzie mógł kupić reaktor jądrowy firmy Hyperion. Prototyp ma 1,5 metra wysokości i produkuje wystarczająco dużo energii, by zaspokoić potrzeby 20 tys. gospodarstw domowych przez kilkadziesiąt lat. Wszystko działa bezobsługowo, a samo urządzenie można zainstalować w zasadzie wszędzie. Na przykład pod ziemią. To nie pierwsza tego rodzaju konstrukcja. Podobne sprzedaje już japońska firma Toshiba. Choć w Polsce znana jest z ona produkcji laptopów, to stworzyła model reaktora 4S, który już z powodzeniem działa na Alasce. Trudno zresztą o lepsze miejsce. Osady bardzo od siebie oddalone w mroźnym klimacie muszą mieć zapewnioną całkiem sporą ilość energii. Dotychczas korzystano tam z dieslowskich generatorów prądu. Zresztą ten sam problem występuje w klimacie bardzo ciepłym.

I jeszcze jedno. Choć na razie to plany, niektórzy chcą budować reaktory przenośne. To wręcz wymarzona wiadomość dla zajmujących się zarządzaniem kryzysowym. Miasto pozbawione w wyniku jakiegoś kataklizmu energii elektrycznej jest całkowicie bezradne i sparaliżowane. Tę sytuację można odwrócić, mając do dyspozycji potężne co do mocy, a równocześnie małe co do rozmiarów, a więc i mobilne źródło energii elektrycznej.

Wojsko już ma

Małe reaktory to nie pomysł ostatnich lat, raczej ostatnich dziesięcioleci. Z tą różnicą, że poprzednio zajmowało się nimi wojsko. Teraz zaś firmy komercyjne, cywilne. Pierwsze badania nad tego typu konstrukcjami prowadzono już ponad pół wieku temu. W ramach wojskowego programu ANPP (Army Nuclear Power Program) zaprojektowano osiem, a wybudowano sześć różnych reaktorów atomowych. Jeden z nich to reaktor PM-2A, który był w pewnym sensie przenośny. W pewnym sensie, bo jego montaż zajmował prawie trzy miesiące. Tego typu konstrukcje powstawały także w ZSRR. Reaktor TES-3 mógł być transportowany w czterech kontenerach na lawecie samochodowej. Na deskach kreślarskich jest kilkanaście konstrukcji małych reaktorów. Swoje mają Amerykanie, Francuzi, Chińczycy, Rosjanie, Koreańczycy i Japończycy. To nie są wynalazki ostatnich lat — technicznie można je było budować od dawna. Dopiero teraz jednak prywatne firmy czują, że duża inwestycja może się opłacić. Spalanie paliw kopalnych nie jest akceptowane przez coraz większą liczbę ludzi. Tych zielonych jest za mało. Pozostaje więc atom. Jednak duże instalacje jądrowe nie wszędzie się sprawdzają. Przesył prądu na sporą odległość generuje straty. To jest zresztą często powtarzany zarzut. Wielkie elektrownie — mówi się — są zbyt scentralizowane. Produkują bardzo dużo prądu, a to sprawdza się tylko w obszarze gęsto zaludnionym. W momencie wprowadzenia na rynek małych elektrowni jądrowych ten problem praktycznie znika.

Jak to działa?

Mały, bezobsługowy reaktor działa dokładnie tak samo jak reaktor dużej siłowni. Energia produkowana jest przez rozszczepienie ciężkich jąder atomowych. To wszystko dzieje się w sercu, w rdzeniu reaktora. Całe urządzenie może być zakopane pod ziemią na kilkadziesiąt lat. Po tym czasie w całości jest ono wykopywane i zamieniane na nowe. W małych reaktorach zwykle nie da się uzupełnić paliwa. To konstrukcja całkowicie jednorazowa.

Na wybudowanie u siebie takiego urządzenia jako pierwsza na świecie zgodziła się cztery lata temu rada miasta Galena na Alasce. By się tam dostać, trzeba lecieć samolotem. Samochód w ogóle nie wchodzi w grę, a podróż statkiem możliwa jest tylko przez kilka miesięcy w roku. W Galenie mieszka około 800 osób i za niedługo będą one korzystać z wyprodukowanej w pobliżu energii jądrowej. Swoją elektrownię zakopie tam firma Toshiba. Konkretnie model 4S — „Super Safe, Small and Simple”, czyli „super bezpieczny, mały i prosty”. Pod ziemią znajdzie się nie tylko reaktor, ale także wymiennik ciepła, generator pary, pompy i mechanizm kontrolny. Ponad gruntem będą zainstalowane jedynie turbiny. Reaktor będzie miał moc około 10 MW, co całkowicie zaspokoi potrzeby mieszkańców Galeny, i po wypełnieniu paliwem będzie mógł pracować 30 lat. Koszt produkowanego przez niego prądu elektrycznego będzie około 4 razy mniejszy niż dotychczas.

Konstruktorzy Toshiby 4S twierdzą, że jedna kilowatogodzina wyprodukowana w ich elektrowni kosztuje zaledwie 5 centów. To prawie dwa razy mniej, niż dzisiaj średnio płacimy za prąd. Tendencja wzrostowa cen energii powoduje, że tego typu konstrukcje staną się coraz bardziej opłacalne. Czy w Polsce będą powstawały niewielkie elektrownie jądrowe? Na razie rząd chce wybudować dużą elektrownię jądrową gdzieś na północy kraju. Ta lokalizacja wydaje się przesądzona, bo na północy Polski brakuje prądu elektrycznego.

opr. mg/mg