Przyszłość produkcji energii elektrycznej

Firma General Atomics od wielu lat pracuje nad reaktorem atomowym nowej generacji – ma on być mały (rozmiarów większego autobusu), bezpieczny, używający paliwa które zostało „zużyte” w tradycyjnych reaktorach, nie wymagający dokładania paliwa przez 30 lat i docelowo produkujący 80% mniej odpadów radioaktywnych niż tradycyjne reaktory.

Brzmi to wszystko jak bajka, jednak firma ma w planach pokazać już niedługo pierwszy, działający reaktor tego typu. Zastanawiacie się pewnie w jaki sposób nikt nie wpadł na to żeby zbudować taki reaktor wcześniej? Okazuje się że problemem było stworzenie odpowiednich materiałów ceramicznych. Reaktor pracować będzie przy temperaturze 850C i chłodzony będzie gazowym helem. Przy tej temperaturze większość metali traci swoją wytrzymałość i dlatego do „zapakowania” paliwa niezbędny będzie nowy materiał – węglik krzemu (karborund). Firma opracowała technologię szczelnego pakowania paliwa nuklearnego w kapsułki tego materiału i dzięki temu możliwe jest stworzenie bezpiecznego, wysokotemperaturowego reaktora. Drugą, niezbędną technologią było opracowanie techniki pokrywania obudowy reaktora tlenkiem berylu (następny materiał ceramiczny).

Dzięki użyciu szybkich neutronów możliwe jest użycie zubożonego uranu i toru jako „paliwa” – neutrony bombardując te metale zamieniają je w rozszczepialne izotopy uranu i plutonu i w ten sposób reaktor nie wymaga wymiany paliwa przez 30 lat.

Użycie gazowego helu usuwa dwa poważne mankamenty reaktorów używających wody – po pierwsze nie ma przemiany fazowej ciecz-gaz ograniczając możliwość eksplozji a po drugie nie istnieje ryzyko rozkładu wody na wodór i tlen – eksplozja wodoru była jednym z powodów katastrofy w elektrowni Fukishima. Poza tym dzięki większej temperaturze wzrasta znacząco efektywność przemiany energii cieplnej w mechaniczną – reaktor używa turbiny działającej w cyklu Braytona.

Taki reaktor byłby świetnym źródłem energii nie tylko na Ziemi – marsjańska kolonia wymagać będzie sporych ilości energii elektrycznej a 260 MW reaktor byłby idealnym sposobem zasilania takiej kolonii w energię elektryczną i cieplną. Gdyby udało się rozwiązać problem jego chłodzenia, to reaktor taki mógłby także być świetnym źródłem zasilania do marsjańskiego „pchacza” używającego silników jonowych – NASA szacuje że potrzebne będzie właśnie około 200 MW energii. Reaktor taki zajmuje znacznie mniej miejsca i waży wielokrotnie mniej niż baterie słoneczne produkujące podobną ilość energii.