Společnost Southern Nuclear testuje palivo obohacené o 6 %, které by mohlo prodloužit provozní cykly z 18 na 24 měsíců a zvýšit výkon o 20 %, aniž by bylo nutné elektrárnu upravovat.
Dnešní jaderné elektrárny čeká nečekaný obrat díky vylepšenému palivu. V USA již testují 6 % obohacený uran, což se může zdát ve srovnání s tradičními 3-5 % zanedbatelné, ale slibuje to prodloužení provozních cyklů a zvýšení výroby energie bez zásahu do infrastruktury. Tento vývoj přichází v rozhodující době, kdy vrcholí diskuse o úloze jaderné energie při přechodu na čistší a udržitelnější zdroje energie.
Jak informoval časopis New Atlas, společnost Southern Nuclear právě dosáhla milníku, když zavedla 6 % obohacené jaderné palivo do komerčního reaktoru Vogtle 2, který se nachází v Georgii. Tento průlom je součástí programu Accident Tolerant Fuel Programme, který byl vyvinut ve spolupráci se společností Westinghouse Electric a americkým ministerstvem energetiky. Cílem tohoto programu je zvýšit bezpečnost a účinnost současných jaderných reaktorů a umožnit jejich delší a bezpečnější provoz.
Technologie, která přináší revoluci v oblasti jaderného paliva
Palivo ADOPT vyvinuté společností Westinghouse má tři klíčové vlastnosti. Hlavní výhodou je, že reaktory mohou pracovat 24 měsíců bez doplňování paliva, zatímco v současnosti je to 18 měsíců. Tato lepší životnost je podobná tomu, o co se usiluje u fúzních reaktorů budovaných ve Virginii, které slibují být téměř neomezeným zdrojem energie bez dlouhodobého radioaktivního odpadu.
Westinghouse has reached a key milestone by completing the first pressing of its Low Enriched Uranium (LEU+) ADOPT™ nuclear fuel pellets for commercial application at its Springfields Fuel Manufacturing Facility in the UK.
— Westinghouse Nuclear (@WECNuclear) August 8, 2024
Achieved in partnership with Southern Nuclear and the… pic.twitter.com/ka3uakdO2d
Tím to však nekončí. Nové palivo obsahuje přísady, jako je chrom a oxid hlinitý, které snižují uvolňování radioaktivních plynů a zlepšují tepelnou stabilitu. Kromě toho jeho upravená struktura zrn lépe zadržuje štěpné produkty, což je klíčový aspekt pro bezpečnost. Tyto přísady také přispívají ke zvýšené odolnosti vůči korozi a extrémním teplotám, což prodlužuje životnost paliva a snižuje riziko havárií.
Ve Vogtle zavážejí čtyři experimentální soubory, které budou pod drobnohledem čtyři a půl roku. Každých 18 měsíců budou odebírat vzorky, aby analyzovali, jak se materiál chová pod stálým zářením, podobně jako při testech prováděných na finských podzemních jaderných systémech pro dálkové vytápění. Tyto testy jsou nezbytné k zajištění toho, aby nové palivo splňovalo bezpečnostní a výkonnostní normy potřebné pro komerční využití.
Důsledky jsou významné: dnešní reaktory by mohly vyrábět o 20 % více elektřiny bez zásadních strukturálních reforem. Rozložením doplňování paliva by se provozní náklady snížily přibližně o 15 %, což je ekonomická úleva pro odvětví, které se snaží udržet si konkurenceschopnost. Toto snížení nákladů by se mohlo projevit v nižších sazbách za elektřinu pro spotřebitele a ve větší ekonomické životaschopnosti jaderných elektráren.
Generální ředitel společnosti Southern Nuclear Pete Sena má jasno: „Budeme pracovat s vyšším výkonem po delší dobu a reagovat tak na poptávku po energii v Gruzii.“ Pokud budou testy úspěšné, ministerstvo energetiky předpokládá komerční nasazení kolem roku 2030, což se shoduje s dobou, kdy Čína očekává dokončení své první fúzní elektrárny. Toto načasování by mohlo znamenat zlom v celosvětovém zavádění pokročilých jaderných technologií.
Co bude dál?
Rusko mezitím stále kontroluje 80 % trhu s vysoce obohaceným uranem, což USA podněcuje k urychlení domácí produkce. Evropa nezůstává pozadu a od roku 2023 již využívá technologii ADOPT v 25 reaktorech. Tato oblast inspiruje i paralelní vývoj, například zařízení, která přeměňují jaderný odpad na elektřinu pomocí specializovaných fotovoltaických systémů. Tato zařízení, známá jako jaderné baterie, by mohla nabídnout inovativní řešení pro nakládání s radioaktivním odpadem a výrobu čisté energie.
S tímto novým palivem by již existující jaderné elektrárny mohly zvládnout mnohem více. Zlepšení, které přichází právě v době, kdy zoufale hledáme způsoby, jak vyrábět elektřinu bez vypouštění oxidu uhličitého do atmosféry a bez výstavby desítek nových zařízení. Výsledky těchto testů budeme v příštích letech bedlivě sledovat, protože mohou určit budoucnost jaderné energie a její roli v boji proti změně klimatu.