Megérkezett a kamionnyi méretű atomreaktor, amely forradalmasíthatja az energiaellátás jövőjét. Ezzel a fejlesztéssel új lehetőségek nyílnak meg, és Magyarországra is eljutnak az ilyen innovatív megoldások. Az energiahatékonyság és a fenntarthatóság terén

Európa számos országában aktívan dolgoznak különféle technológiákat alkalmazó mikroreaktorok fejlesztésén.

A legtöbb ember valószínűleg nem vágyik arra, hogy az udvarán egy atomreaktor legyen, viszont léteznek olyan körülmények és helyszínek, ahol a gyorsan telepíthető és hosszú távon, komolyabb karbantartás nélkül üzemelő nukleáris mikroreaktorok felbecsülhetetlen előnyöket nyújthatnak. Képzeljünk el távoli vidéki területeket, ahol az elektromos hálózat hiányzik, vagy olyan helyzeteket, amikor az energiaigény drámaian megnő. Ilyenkor a hálózat kiépítése rendkívül időigényes lehet, és a katasztrófák esetén, ha az elektromos rendszer súlyosan megrongálódik, a helyreállítás nem mindig történik meg azonnal. Ilyen esetekben a nukleáris mikroreaktorok gyors és megbízható alternatívát kínálhatnak.

A francia Naarea cég (amelynek a neve a megfizethető atomenergia mindenkinek kifejezés rövidítése) fejleszti az XAMR-t, egy fejlett moduláris, olvadt só gyorsneutronos mikroreaktort, amely 40 MW villamos energia előállítására képes, plutónium a fűtőanyaga, és a nukleáris hulladék újrafelhasználásával is segít lezárni az üzemanyagciklust. A vállalat szerint az XAMR nagyjából buszméretű lesz, és olyan területeken kívánják majd alkalmazni, mint a közlekedés, a mezőgazdaság és az intelligens épületek. Mivel az XAMR-t nem kell a hálózatra csatlakoztatni, és a reaktor kompakt mérete is alkalmassá teszi erre, a lehető legközelebb telepíthető a helyhez, ahol az energiaigény felmerül. A vállalat célja az, hogy 2030-ra piacra kerüljön, amivel az első lehet az európai fejlesztések közül - írja a World Nuclear News.

Valójában az XAMR teljesítménye meglehetősen nagy a mikroreaktorok között és a kis moduláris reaktorokéhoz (SMR) közelít. Az SMR-ek lényege, hogy nem a helyszínen szerelik össze őket, hanem gyárakban gyártják, egységenként szállítják a végleges helyükre, ahol az egységeket csak össze kell illeszteni. Ezek az erőművek több száz megawattot is termelhetnek.

Néhány kamionplató méretű reaktor tervei között találhatók olyanok is, amelyek csupán egy megawatt energiát képesek előállítani. Ez a teljesítmény körülbelül ezred része annak, amit egy nagyobb hagyományos erőmű blokk nyújt. Például a Paksi Atomerőmű négy blokkja összesen 2000 MW névleges kapacitással bír, amely az ország áramfogyasztásának körülbelül felét biztosítja. Az 1 MW elegendő ahhoz, hogy 1000 háztartást, egy ipari létesítményt, vagy akár egy távoli szigetet lásson el energiával, amelyet egy milliárdos birtokol (egy vállalat állítása szerint ilyen igény is felmerült) - olvashatjuk a The Washington Post (WP) beszámolójában.

A mikroreaktorok működése során nem igényelnek hagyományos vízhűtést; ehelyett innovatív megoldásokra támaszkodnak, mint például héliumgáz, olvadt só vagy léghűtéses alkálifém csövek, amelyek hatékonyan vezetik el a hőt a reaktor magjából. Az üzemanyaguk egy új, olvadásbiztos uránpellet, amely kiemelkedő biztonságot nyújt. Ez a fejlett technológia különösen vonzó alternatívát kínál azok számára, akik a távoli területeken keresnek kedvezőbb és környezetbarátabb lehetőséget a hagyományos dízelgenerátorok és szénkazánok helyett.

Az amerikai kormány több versengő mikroreaktor-tervezettel is számol. A technológiai fejlesztők remélik, hogy az első reaktorok már 2028-ban működésbe lépnek, és a 2030-as évek elejére széles körben elterjednek. Az egyik első üzem, ahol ilyen berendezés szolgálatba állhat, a Golden Chest aranybánya Idahóban. Egy másik kiszemelt helyszín a Tata Chemicals wyomingi gyára. "Az emberek meghallják a nukleáris szót, és azonnal Csernobilra gondolnak. Megkérdezik tőlünk, mekkora lesz ez, és hogy lesznek-e hatalmas hűtőtornyaink. Semmi ilyesmi nincs" - mondta Jon Conrad, az üzem igazgatója. A cég a szennyező szénkazánokat kívánja mikroreaktorokkal felváltani.

A kis, biztonságos reaktorok ötlete, amelyek mentesek a hagyományos modellek által hozott pénzügyi és közegészségügyi kockázatoktól, műszaki nehézségektől és környezeti terhektől, évtizedek óta foglalkoztatja a nukleáris ipar szakembereit. Ugyanakkor a nukleáris hulladékok kezelésére vonatkozó általánosan alkalmazható megoldások hiánya miatt ezek a hulladékok hosszú időn keresztül a projekt helyszínein maradhatnak. Ezen túlmenően, az új reaktorok működtetéséhez szükséges urán beszerzése is jelentős kihívást jelent, mivel a szükséges dúsítási szint (HALEU) lényegesen magasabb, mint amit a jelenleg üzemelő kereskedelmi reaktorok igényelnek.

A mikroreaktorok iránti kereskedelmi érdeklődés fellendülését nagyban ösztönzik a TRISO üzemanyag, azaz a TRi-structural ISOtropic fejlesztései. Az USA Energiaügyi Minisztériuma szerint ez az üzemanyag az uránt mákmag méretű, hőálló anyaggal bevont pelletekbe zárja, amelyek még a legszélsőségesebb körülmények között, például tűz vagy földrengés esetén is megakadályozzák a sugárzás kijutását.

Erik Nygaard, a BWXT virginiai Lynchburgban működő innovációs központjának termékfejlesztési igazgatója a WP-nek elmondta: „Ez a megoldás megakadályozza, hogy a káros anyagok kiszabaduljanak. Olyan konténerformát alakítanak ki, amely korábban hatalmas betonépítményekhez volt szükséges, és a mérete gyakorlatilag a tűfejéhez hasonlatosra csökken.”

De nem mindenki osztja ezt a lelkesedést. "Az a koncepció, hogy ezeket az eszközöket az egész ország területén elhelyezzük, lakott területeken, adatközpontok és gyárak közelében, mindenféle vészhelyzeti terv nélkül, egyszerűen elfogadhatatlan. Tudományos szempontból teljesen megalapozatlan" - nyilatkozta Ed Lyman, az Aggódó Tudósok Szövetsége nukleáris energia biztonsági igazgatója a Washington Postnak.

Európában számos országban zajlanak ígéretes mikroreaktor-projektek, amelyek különböző innovatív technológiákat alkalmaznak. Az említett Naarea mellett több neves gyártó is aktívan részt vesz a piacon, akik már az SMR-projektjeikkel bizonyították hozzáértésüket, emellett mikroreaktoros kezdeményezéseik is vannak. Például a svéd Blykalla, amely 3 MW-os ólomhűtéses megoldást kínál, vagy a finn Steady Energy, amely 15 MW-os vízhűtéses reaktort fejleszt. A dán Copenhagen Atomics 5 MW tóriumos olvadt sóval működő reaktora szintén figyelemre méltó. Továbbá, a Rolls-Royce űr-mikroreaktorának (1 MW) fejlesztése is ígéretes, hiszen a 2032-es Hold-misszió energiaellátását fogja biztosítani. Oroszország sem marad le a versenyben, hiszen a Roszatom Shelf-M modellje 10 MW elektromos teljesítményre képes, azonban méretei – 11 méter hosszú és 8 méter átmérőjű – miatt nem igazán illeszkedik a mikroreaktorok kategóriájába, hiszen a teljes tömege reaktortöltettel együtt 370 tonna. Kína is belépett a versenybe a HTR-PM projekt révén, amely szintén figyelemfelkeltő fejlesztésnek számít.

Összességében elmondható, hogy az elosztott atomenergia új korszakot nyithat a városok energiaellátásában. Egyetlen mikroreaktor évtizedeken át képes tiszta és megbízható energiaforrást biztosítani, amely segíthet a városoknak és az adófizetőknek elkerülni az energiatermelési és szállítási költségeket - véli a The Texas Orator, amikor a helyi mikroreaktor-beruházások lehetőségeit vizsgálja. Az elosztott atomenergia olyan nulla kibocsátású alternatívát kínálhat a fosszilis tüzelőanyagokkal szemben, amely hasonló költségekkel és kisebb áringadozásokkal jár. Emellett, ahogy egyre több mikroreaktort telepítenek, a volumengazdaságosság előnyei is egyre inkább érvényesülni fognak. A passzív biztonsági megoldásoknak köszönhetően pedig a sugárzás okozta meghibásodások miatt sem kell olyan mértékben aggódni. Bár továbbra is léteznek aggályok, mint például az elhasznált fűtőanyag tárolása, a nukleáris szennyezés kockázata vagy a terrortámadások veszélye, a mikroreaktorok jövője biztatónak tűnik.