Amerykanie stworzyli paliwo, które może wywrócić rynek energii do góry nogami
W wielu laboratoriach i zakładach paliwowych trwają prace nad wdrożeniem nowych, rewolucyjnych rozwiązań. Jednym z nich być może stanie się nowy typ paliwa GNF 11x11, które może znacznie usprawnić działanie reaktorów wrzących (BWR) i zmniejszyć koszty cyklu paliwowego. Na czym to polega? I czy nowe paliwo atomowe może wywołać rewolucje w cenach prądu?
- Reaktory wrzące – znaczenie cyklu paliwowego
- Nowe paliwo GNF 11x11 – czym jest i na czym polega jego fenomen?
- Od testów do produkcji energii – co dalej z nowym paliwem?
Reaktory wrzące – znaczenie cyklu paliwowego
Aby lepiej zrozumieć istotę nowego paliwa, warto zacząć od samego początku. Elektrownie jądrowe wykorzystują reaktory, w których paliwo jądrowe podlega reakcji rozszczepienia. W efekcie generuje się ciepło, które przekształca się w parę i napędza turbiny. Paliwo stosowane w reaktorach znajduje się w postaci zestawów prętów umieszczonych w specjalnych kasetach paliwowych.
W reaktorach wrzących (BWR) woda wpływa przez rdzeń i wrze oddając parę wodną bezpośrednio w kanałach reaktora. Ta konstrukcja jest bardziej bezpośrednia, jednak wymaga dużej stabilności paliwa oraz precyzyjnej kontroli temperatury. W tym momencie docieramy do znaczenia efektywności cyklu paliwowego.
Efektywność cyklu paliwowego jest w uproszczeniu tym, jak dużo energii udaje się wytworzyć z danej ilości paliwa przy uwzględnieniu wszystkich strat, kosztów i zużycia. Nowy typ paliwa GNF 11x11 możne znacząco usprawnić działanie reaktorów wrzących, podwyższając efektywność cyklu paliwowego. To w efekcie może przełożyć się na obniżenie kosztów produkcji prądu. W Polsce planuje się budowę pierwszej elektrowni atomowej. Tutaj podpowiadamy, gdzie ma powstać nowa inwestycja i ile może kosztować.
Nowe paliwo GNF 11x11 – czym jest i na czym polega jego fenomen?
Nowe paliwo GNF 11x11 zostało opracowane przez Global Nuclear Fuel. Paliwo GNF4 bazuje na układzie matrycy paliwowej 11x11, skąd wzięło swoją nazwę. 11x11 oznacza 11 prętów x 11 prętów w kasetach.
Według ekspertów, 11x11 stanowi ważny krok. Większa liczba prętów w kasetach to większa masa paliwa na kasetę. To z kolei, zdaniem ekspertów daje możliwość obniżenia wzbogacania każdej jednostki paliwa przy zachowaniu osiągów. Zaletą nowego paliwa ma być także lepsza powierzchnia do generowania ciepła, która poprawia transfer cieplny.
Obudowa GNF-Ziron ma być bardziej odporna na korozję niż starsze stopy cyrkonowe. Dzięki temu można ograniczyć negatywny wpływ interakcji paliwa z kasetą. To z kolei powinno przełożyć się na mniejsze zużycie elementów i dodatkowe ograniczenie kosztów produkcji. Idea nowego paliwa GNF 11x11 ma poprawić ekonomie produkcyjną poprzez wydajniejsze wykorzystanie uranu. Wszystko to bez konieczności wprowadzania istotnych zmian w konstrukcji reaktora BWR, co jest kolejnym istotnym atutem.
Od testów do produkcji energii – co dalej z nowym paliwem?
Projekt GNF4 11x11 nie jest tylko pomysłem spisanym na kartce papieru. To intensywnie rozwijany projekt, który wchodzi w coraz to dalsze fazy. Już niebawem kasety będą wytwarzane w zakładzie GNF w Wilmington w Karolinie Północnej. Produkcja ma spełniać standardy przemysłowe.
Firma już niedługo planuje wdrożenie pierwszych testów w reaktorach BWR, które sprawdzą wszystkie parametry paliwa w warunkach operacyjnych. W planach jest komercjalizacja paliwa. Producent zakłada, że paliwo GNF4 11x11 będzie standardowo wdrażane w reaktorach BWR od około 2030 roku. Zakłada się stopniową adaptację operatorów reaktorów, którzy będą mogli przechodzić na nowe paliwo, bez konieczności zmiany całej infrastruktury.
Jeśli projekt się powiedzie, paliwo GNF 11x11 już niedługo może stać się nowym standardem paliwowym dla reaktorów wrzących. Dzięki większej stabilności, zachowaniu bezpieczeństwa i niższym kosztom, będzie można znacząco obniżyć koszt produkcji energii elektrycznej. Być może jest to nowe rozwiązanie, które przełoży się na realne zmiany. Tutaj omawiamy kwestię budowy czterech nowych reaktorów atomowych na Ukrainie.