Čínska akadémia vied pracuje na projekte, ktorý môže zásadne zmeniť budúcnosť jadrovej energetiky. V provincii Guangdong prebieha finálna inštalácia supravodivých lineárnych urýchľovačov častíc v rámci systému ADS, teda Accelerator Driven Subcritical System. Spustenie megawattovej prevádzky je plánované na rok 2027.

Cieľom projektu je riešiť dva najväčšie problémy jadrovej energetiky: bezpečnosť a dlhodobý rádioaktívny odpad. Ak sa technológia osvedčí, pôjde o prvý megawattový reaktor na svete schopný efektívne spaľovať jadrový odpad. Na tému upozornil portál SCMP.

Čína buduje prvý megawattový ADS reaktor na svete

ADS je hybridný systém kombinujúci jadrový reaktor so silným časticovým urýchľovačom. Na rozdiel od klasických jadrových reaktorov nefunguje na samoudržujúcej reťazovej reakcii. Ide o takzvaný subkritický systém, ktorý potrebuje externý zdroj neutrónov.

Supravodivý lineárny urýchľovač generuje vysokoenergetické protónové zväzky dosahujúce približne 80 percent rýchlosti svetla. Tieto protóny dopadajú na cieľ z tekutej zliatiny olova a bizmutu. Proces známy ako spalačná reakcia uvoľňuje veľké množstvo neutrónov.

Uvoľnené neutróny následne interagujú s palivom. Systém umožňuje premenu uránu 238, ktorý sa často považuje za menej využiteľný alebo odpadový materiál, na plutónium 239. Tým sa efektívne premieňa „odpad“ na nové štiepne palivo.

Kľúčovou bezpečnostnou výhodou je fakt, že bez činnosti urýchľovača sa reťazová reakcia zastaví. Fyzicky teda nie je možné, aby došlo k nekontrolovanému úniku reakcie v štýle klasickej havárie reaktora.

Radikálne skrátenie životnosti odpadu

Najzásadnejší prínos technológie spočíva v transmutácii dlhodobých rádioaktívnych izotopov na kratšie žijúce a menej nebezpečné formy. V súčasnosti zostáva neprepracované jadrové palivo nebezpečné približne 100 000 rokov.

Pri využití ADS systému je možné túto dobu znížiť na približne 300 rokov. To predstavuje redukciu rizikovej životnosti o viac než 99,9 percenta. Okrem toho má byť systém schopný využívať urán až 100 krát efektívnejšie než konvenčné reaktory.

Midjourney/FonTech

Odborníci hovoria o potenciáli stabilného nízkouhlíkového zdroja energie, ktorý by mohol pokrývať energetické potreby civilizácie po dobu tisíc rokov, ak sa uzavrie palivový cyklus a maximalizuje recyklácia štiepneho materiálu.

Vývoj trvajúci viac než dekádu

Koncept ADS vznikol už v 80. rokoch, no komerčné systémy zatiaľ nikde na svete nefungujú. Čína začala systematický výskum v roku 2011. V roku 2021 dosiahol prototyp potrebnú intenzitu zväzku pre priemyselné aplikácie.

Aktuálny megawattový projekt v meste Huizhou má byť prvým zariadením svojho druhu na svete. Dokončenie inštalácie supravodivých urýchľovačov sa očakáva do konca roku 2026.

Paralelné projekty v USA

Podobné experimenty prebiehajú aj v Spojených štátoch, napríklad v Thomas Jefferson National Accelerator Facility pod rezortom energetiky. Americké tímy využívajú vysokovýkonné protónové zväzky a proces spalačnej reakcie na produkciu neutrónov a spracovanie dlhodobých izotopov.

Globálne tak vzniká nový smer jadrovej energetiky orientovaný na uzavretý palivový cyklus, minimalizáciu odpadu a zvýšenie bezpečnosti.

Čítajte viac z kategórie: Novinky