Turvallisen tulevaisuuden varmistaminen ydinvoimalle

Maailman on laajennettava maailmanlaajuista ydinvoiman tuotantoa maailmanlaajuisten hiilidioksidipäästöjen hillitsemiseksi. Tämä johtopäätös perustuu lukuisiin malleihin ja ennusteisiin, jotka osoittavat, että uusiutuvat energialähteet eivät voi tehdä sitä yksin.

Mutta siinä on merkittävä varoitus. Meillä ei yksinkertaisesti voi olla suuria ydinonnettomuuksia, kuten Tšernobylissä Ukrainassa ja Fukushimassa Japanissa. Nämä ovat mielestäni vähäriskisiä, mutta suuria seurauksia aiheuttavia tapahtumia.

Ydinvoiman historiassa on sattunut vain vähän vakavia onnettomuuksia. Mutta ydinvoimaloilla on ainutlaatuinen potentiaali syrjäyttää kokonaisia ​​kaupunkeja pysyvästi vakavan onnettomuuden sattuessa.

Tšernobylin onnettomuus joutui lopulta jättämään kodeistaan ​​noin 350,000 XNUMX ihmistä. Tšernobylin ydinvoimalan ympärille varattiin tuhansia neliökilometrejä asumattomaksi suojavyöhykkeeksi. Myös monet ihmiset joutuivat siirtymään Fukushiman onnettomuuden seurauksena, vaikkakaan ei niin paljon kuin Tšernobylin onnettomuuden seurauksena.

Jos ydinvoimalla halutaan toteuttaa potentiaalinsa vähentää hiilidioksidipäästöjä, meidän on varmistettava, että tällaiset onnettomuudet eivät ole enää mahdollisia.

Turvallisempien ydinvoimaloiden rakentaminen

Minulla oli äskettäin tilaisuus puhua näistä asioista tohtori Kathryn Huffin, energiaministeriön ydinenergiatoimiston apulaissihteerin kanssa.

Tohtori Huff selitti, että passiiviset turvallisuusjärjestelmät ovat avainasemassa sen varmistamisessa, että onnettomuuden sattuessa työntekijät voivat kävellä pois ydinvoimalasta ja se sammuisi turvallisessa tilassa.

Tässä on tehtävä tärkeä ero. Yleisö voi odottaa ydinsuunnitelmien olevan epäonnistumisen kestäviä, mutta on monia syitä, miksi tätä mittaria ei koskaan saavuteta. Et yksinkertaisesti voi suojautua kaikilta mahdollisilta tapahtuvilta. Siksi yritämme lieventää mahdollisia seurauksia ja toteuttaa vikaturvallisia suunnitelmia.

Yksinkertainen esimerkki vikaturvallisesta rakenteesta on sähkösulake. Se ei estä tapausta, jossa sulakkeen yli yrittää virrata liikaa virtaa. Mutta jos näin tapahtuu, yhteys sulaa ja pysäyttää sähkövirran - vikaturvallinen tila. Tshernobyl ja Fukushima eivät olleet vikaturvallisia malleja.

Mutta kuinka tällaiset vikasietoiset mallit voidaan toteuttaa? Dr. Huff mainitsi kaksi esimerkkiä.

Ensimmäinen on uusi AP1000® paineistettu vesireaktori (PWR). Westinghouse. Fukushiman ongelma oli se, että sammutuksen jälkeen reaktorin jäähdyttämiseksi tarvittiin sähköä kierrättääkseen vettä. Kun teho katosi, kyky jäähdyttää reaktorin sydän oli poissa.

Uusi APR-reaktori käyttää luonnonvoimia, kuten painovoimaa, luonnollista kiertoa ja painekaasuja, jotka kierrättävät vettä ja estävät sydämen ja suojarakennuksen ylikuumenemisen.

Passiivijäähdytyksen lisäksi innovaatioita on kehitetty seuraavan sukupolven onnettomuuksia sietävien polttoainetyyppien kehittämiseen. Esimerkiksi kolmirakenneisotrooppinen (TRISO) hiukkaspolttoaine on valmistettu uraanista, hiilestä ja happipolttoaineesta. Jokainen hiukkanen on oma suojajärjestelmänsä kolminkertaisesti päällystettyjen kerrosten ansiosta. TRISO-hiukkaset kestävät paljon korkeampia lämpötiloja kuin nykyiset ydinpolttoaineet, eivätkä ne yksinkertaisesti voi sulaa reaktorissa.

Dr. Huff sanoi, että edistynyt reaktori-demo on verkossa vuosikymmenen loppuun mennessä, ja siinä on TRISO-hiukkasia täynnä oleva kivi.

Nämä kaksi innovaatiota voivat varmistaa, että tulevat ydinvoimalat eivät koskaan joudu suuronnettomuuteen. Mutta on myös muita kysymyksiä, joihin on puututtava, kuten ydinjätteen loppusijoitus. Käsittelen tätä - samoin kuin mitä Yhdysvallat tekee edistääkseen ydinvoimaa - keskusteluni tohtori Huffin kanssa osassa II.