Naukowcy najpierw opracowali specjalną eksperymentalną technologię symulacyjną oraz zbudowali obiekt testowy, który odtwarza przejście reaktora od normalnej pracy do fazy odprowadzania ciepła po wyłączeniu. Wielki dzień nadszedł 25 sierpnia, kiedy to China Institute of Atomic Energy potwierdził pierwszy w kraju test nowego pasywnego systemu odprowadzania ciepła dla reaktorów nowej generacji. Ta nowa technologia ma pozwolić na wydobycie 100 razy więcej energii z tego samego paliwa, które dziś używają konwencjonalne reaktory chłodzone wodą. Dodatkowo może zredukować odpady jądrowe aż o 90 procent, więc jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, to Chiny mogą zyskać ogromną przewagę w wyścigu o czyste źródła energii.
Chiny mają niezniszczalny reaktor jądrowy. Daje 100 razy więcej energii i 90% mniej odpadów
Ten test przeprowadzony przez China Institute of Atomic Energy to pierwszy w kraju dowód na skuteczność nowej pasywnej technologii odprowadzania ciepła resztkowego. System ten ma kluczowe znaczenie dla bezpieczeństwa reaktorów, bo utrzymuje rdzeń w bezpiecznym, chłodnym stanie i zapobiega przegrzewaniu nawet w przypadku awarii. Najważniejszą cechą nowego rozwiązania jest jego pasywny charakter, bo system działa na podstawie naturalnego przenoszeniu ciepła i grawitacji, co oznacza, że funkcjonuje nawet przy całkowitej utracie zasilania. To fundamentalna różnica w stosunku do tradycyjnych systemów chłodzenia, które wymagają stałego dopływu energii elektrycznej.
Czytaj też: Polska kopalnia stanie się magazynem energii przyszłości. Projekt wykorzysta grawitację zamiast chemii
Zintegrowane reaktory to technologia czwartej generacji, która fundamentalnie różni się od dzisiejszych elektrowni jądrowych. Zamiast wody te reaktory używają ciekłego metalu (najczęściej sodu) jako chłodziwa, a to umożliwia im pracę przy znacznie wyższych temperaturach i wykorzystanie szybkiego spektrum neutronów. System automatycznie spowalnia reakcję łańcuchową przy wzroście temperatury, co praktycznie eliminuje ryzyko niekontrolowanego przegrzania. Oczywiście to zawsze istnieje.
Czytaj też: Cieszysz się z fotowoltaiki? Do czasu, bo termin zbliża się nieubłaganie
Inna kluczowa innowacja tkwi w zamkniętym obiegu paliwowym, bo tradycyjnych reaktorach zużyte paliwo jest składowane jako odpad radioaktywny. Nowe chińskie reaktory przetwarzają je w tej samej placówce, przekształcając niewykorzystany uran w nowe atomy plutonu. To więc jak recykling na poziomie atomowym, bo chińska technologia wykorzystuje wysokoenergetyczne neutrony do rozszczepienia, co uwalnia dodatkowe neutrony i tworzy możliwość powielania paliwa. Reaktory mogą więc nie tylko spalać własne paliwo, ale także produkować nowe materiały rozszczepialne z odpadów innych elektrowni.
Chińskie reaktory czwartej generacji w liczbach
Liczby mówią same za siebie – nowa technologia reaktorów jądrowych może wydobyć 100 razy więcej energii z tego samego paliwa co dzisiejsze reaktory wodne. To oznacza, że każdy kilogram uranu, który dziś wytwarza określoną ilość energii, może zostać przekuty na jego stukrotność, jeśli znajdzie się w chińskim reaktorze nowej generacji. Jeszcze bardziej imponująca jest jednak wspomniana 90-procentowa redukcja odpadów jądrowych, bo ciągły recykling paliwa na miejscu sprawia, że praktycznie wszystko zostaje wykorzystane. Efekt? To, co wcześniej było niebezpiecznym odpadem, stało się cennym surowcem energetycznym. Innymi słowy, nadszedł kres wykorzystywania zaledwie kilku procent energii w paliwie jądrowym.
Mechanizm jest elegancki w swojej prostocie. Szybkie neutrony nie tylko powodują rozszczepienie, ale także przekształcają izotopy uranu-238 w pluton-239, czyli materiał rozszczepialny. W ten sposób reaktor “hoduje” własne paliwo, jednocześnie spalając odpady z innych elektrowni. Wyniki testów zostały zweryfikowane przez ekspertów z Uniwersytetu Tsinghua, Uniwersytetu Xi’an Jiaotong oraz innych renomowanych uczelni chińskich, ale Chiny nie poprzestają na testach laboratoryjnych. W prowincji Fujian budują już reaktor CFR-600 chłodzony sodem, który również wykorzystuje pasywne chłodzenie. To pierwszy krok w kierunku komercyjnego wykorzystania nowej technologii.
Czytaj też: Megawatowa moc z powietrza zamiast 100-metrowych wież. Chińczycy testują przełomowy system S1500
Planowany CFR-1000 ma być już pierwszym chińskim komercyjnym reaktorem czwartej generacji o mocy gigawatowej. Oba projekty to kamienie milowe w drodze do reaktora z całkowicie zamkniętym obiegiem paliwowym, czyli świętego Graala energetyki jądrowej. Jeśli chińskie plany się powiodą, może to fundamentalnie zmienić globalny krajobraz energetyczny. Reaktory czwartej generacji oferują nie tylko czystą energię, ale także rozwiązanie problemu odpadów radioaktywnych – jednej z największych barier w rozwoju energetyki jądrowej.