Noile reactoare nucleare sigure pot opri schimbările climatice, dar le este teamă să le construiască

În 2018, oamenii de știință au raportat știrile aspre: în ciuda preocupărilor legate de încălzirea globală, cărbunele au generat 38% din energia electrică globală în 2017 - adică exact aceleași cantități ca atunci când primele avertizări climatice au apărut acum 20 de ani. Mai rau, emisiile de gaze cu efect de sera au crescut anul trecut cu 2,7% - cea mai mare crestere in ultimii sapte ani. O astfel de stagnare a dus la faptul că și politicienii și ecologiștii au început să creadă că avem nevoie de mai multă energie nucleară.

Chiar și oamenii de știință de la ONU care nu au manifestat entuziasmÎn trecut, astăzi se spune că orice plan de păstrare a temperaturii planetei sub 1,5 grade se va baza pe un salt semnificativ în utilizarea energiei nucleare. Dar ne îndreptăm într-o direcție diferită. Germania intenționează să închidă toate reactoarele nucleare până în 2022; Italia a votat pentru blocarea oricăror proiecte viitoare în 2011. Și chiar dacă energia nucleară ar găsi sprijinul publicului larg (și acest lucru nu sa întâmplat), este costisitor să îl produci: mai multe stații nucleare din SUA s-au închis recent, deoarece nu puteau concura cu ieftinul gazelor de șist.

Reactoare nucleare de tip nou

"Dacă situația actuală rămâne aceeași,mai multe centrale nucleare se vor închide și vor fi înlocuite în principal cu gaze naturale, ceea ce va conduce la creșterea emisiilor ", au declarat cercetătorii anxiosi din Uniune - care au fost întotdeauna considerați sceptici în ceea ce privește energia nucleară - în 2018. Potrivit oamenilor de știință, dacă toate stațiile sunt închise, emisiile de carbon vor crește cu 6%.

În momentul de față se pune întrebareasprijinul sistemelor existente nu merită, spune Edwin Lyman, directorul interimar al proiectului de securitate nucleară la UCS. "Cea mai importantă întrebare este dacă desfășurarea noilor centrale nucleare în următoarele decenii va fi realistă în ritmul potrivit".

La începutul anului 2018, numai în America de Nord a fost75 de proiecte individuale de fisiune nucleară care au încercat să răspundă la această întrebare. Aceste proiecte implică același tip de reacție ca reactoarele nucleare convenționale care au fost folosite de zeci de ani - fisiune sau fisiune atomică.

Una dintre tehnologiile de vârf este micăreactor modular (SMR): o versiune mai mică a sistemelor tradiționale de fisiune nucleară, care promite să fie mai ieftină și mai sigură. NuScale Power, cu sediul în Portland, Oregon, are un design de 60 de megawați, care urmează să fie implementat. (O instalație tipică scumpă poate produce aproximativ 1000 MW de electricitate).

NuScale ar trebui să instaleze 12 reactoare mici pentrumenținerea necesităților de energie a 46 de instalații în toată vestul Statelor Unite, însă proiectul va fi pus în aplicare doar dacă membrii grupului sunt de acord să-l finanțeze până la sfârșitul anului. Istoria arată că nu va fi ușor. În 2011, Generator mPower, un alt dezvoltator SMR, a primit un contract pentru a construi până la șase reactoare similare cu NuScale. El a fost susținut de proprietarii companiei Babcock & Wilcox, cei mai mari producători de energie din lume, dar contractul a fost reziliat în mai puțin de trei ani, deoarece nu existau noi clienți. Nu clienții spun că prețul nu va scădea, ceea ce înseamnă că proiectul nu se va dezvolta.

În timp ce foloseste abordarea NuScalereactoarele nucleare tradiționale cu răcire cu apă, reducându-le, așa-numitele sisteme de generare IV folosesc răcitoare alternative. China construiește un reactor la scară largă răcit cu sodiu în provincia Fujian, care va fi operațional în 2023, iar TerraPower din Washington a dezvoltat un sistem răcit cu sodiu care poate fi rulat pe bază de combustibil uzat, uraniu sărăcit sau uraniu. TerraPower - în care Bill Gates a investit - a încheiat un acord cu Beijingul pentru a construi o stație demonstrativă în 2022.

O altă variantă de generație IV, un reactor cusarea topită este mai sigură decât modelele anterioare, deoarece se poate auto-răci, chiar dacă sistemul pierde complet puterea. Compania canadiană Terrestrial Energy intenționează să construiască o centrală de 190 MW în Ontario, iar primele sale reactoare vor produce energie până în 2030 la un preț care poate fi comparat cu gazele naturale.

Una dintre reactoarele de generație IV poate fi în curândintra in functiune. Heli-reactori răciți, extrem de temperaturi ridicate, pot funcționa la temperaturi de până la 1000 de grade. Societatea națională Nuclear China are un prototip cu o capacitate de 210 MW în provincia estică Shandong - aceasta va fi conectată la rețea în acest an.

Termonucleare de fuziune

Mulți, totuși, prețuiesc speranța pentru termonuclearesinteză. Reactoarele termonucleare de fuziune imită procesele nucleare din interiorul Soarelui, împingând atomii mai ușori împreună și transformându-i în cele mai grele și eliberând cantități extraordinare de energie de-a lungul drumului. Pe Soare, acest proces este condus de forța gravitației. Pe planetă, inginerii încearcă să recreeze condiții de fuziune termonucleară cu temperaturi extrem de ridicate - de ordinul a 150 de milioane de grade - dar le este dificil să păstreze plasma necesară pentru fuziunea atomilor.

Una dintre soluțiile construite este prezentată de ITER,cunoscut anterior ca Reactorul Experimental Termonuclear Internațional, care a fost în construcție din 2010 în Caradasch, Franța. Sistemul său de închidere magnetică are un sprijin global, dar costurile au crescut până la 22 de miliarde de dolari din cauza întârzierilor și a disputelor politice. Primele experimente, planificate inițial pentru 2018, au fost amânate până în 2025.

Vancouver General Fusion folosește o combinațiepresiunea fizică și câmpurile magnetice pentru a crea impulsuri plasmatice care durează milioane de secunde. Această abordare este mai puțin complexă decât cea a ITER, ceea ce face sistemul mult mai ieftin, dar există încă probleme tehnice asociate cu fabricarea componentelor de titan care pot face față volumului de muncă. Cu toate acestea, General Fusion se așteaptă ca reactoarele sale să fie instalate în 10-15 ani.

Compania din California TAE Technologies, întreA petrecut 20 de ani în curs de dezvoltare a unui reactor termonuclear care transformă energia direct în electricitate. Această companie, care a primit 500 de milioane de dolari de la investitori, a prezis în ianuarie că ar fi viabilă din punct de vedere comercial timp de cinci ani.

Care dintre aceste tehnologii vor reuși? Îmbunătățirea fisiunii nucleare reduce deșeurile nucleare - chiar le folosește ca și combustibil - și reduce drastic șansele de tragedie, ca în Fukushima sau Cernobîl. Dar astfel de reactoare nu au primit încă nicio licență decât în ​​China și Rusia. Mulți pur și simplu nu cred companii atunci când promite că noile tehnologii vor putea evita greșelile vechi.

Cu toate acestea, nu este doar politica: costul merită luat în considerare. Îmbunătățirea procesului de fisiune nucleară promite să elimine costurile inițiale incredibil de costisitoare ale energiei nucleare, prin crearea unor reactoare care pot fi construite la uzină, și nu la comandă. Acest lucru ar trebui să reducă costul, așa cum sa întâmplat cu energia eoliană și solară. Dar companiile private au realizat rar succes prin finalizarea unor astfel de proiecte: cele mai mari succese au fost obținute datorită sistemelor foarte centralizate, controlate de stat, care absorb mai ușor riscurile.

CEO-ul General Fusion Chris Mauri este de acordcă fisiunea nucleară se confruntă cu prea multe bariere în calea succesului. Are o experiență: a înființat mPower, o companie pentru producerea de module nucleare mici, care a fost eliminată în 2014. Reactoarele de sinteză vor fi mai dificil de construit, însă societatea le va accepta mai ușor. Aici incepe injectia de capital - investitorii sunt increzatori ca cel care va face prima munca de sinteza va deveni bogat bogat.

Dar sinteza are mai mult spațiu?pentru a manevra? Faptul că deșeurile radioactive cu conținut scăzut și de scurtă durată de la tritiu nu reprezintă o amenințare gravă, este adevărat că topirea este imposibilă. Dar costurile sunt ridicate, iar termenii sunt foarte îndepărtați - ITER este mult mai scump decât planificase inițial și nu va fi gata pentru cel puțin încă 15 ani. Între timp, mulți deja vor să închidă ITER, iar oamenii nu văd diferența dintre divizare și sinteză.

Nu există garanții că energia nucleară va deveni energia viitorului. Dar ar fi foarte bine, ai de acord? Sau nu? Spune-ne în chat-ul nostru în Telegramă.