Kompaktseid tuumareaktoreid hakatakse tehastes tootma

Uus modulaarne konstruktsioon võib tuumareaktorite ehitamise kiiremaks ja odavamaks teha.

Uut tüüpi tuumareaktor, mis on konstrueeritud tootmiseks pigem tehases kui elektrijaamas kohapeal ehitamiseks, võib tuumajaamade ehitamise aega kahandada peaaegu poole võrra ja teha need odavamaks. See omakorda teeks võimalikuks suurema hulga tuumajaamade rajamise, eriti vaesematesse riikidesse. Konstruktsioon pärineb USA-s Virginia osariigis tegutsevalt ettevõttelt Babcock and Wilcox, mis on USA mereväele kuuluvatele laevadele juba 50 aastat tuumareaktoreid valmistanud, vahendab Technology Review.

Enamasti on tööstuslikesse elektrijaamadesse paigaldatud tuumareaktorid suured; iga reaktor annab rohkem kui 1000 megavatti elektrit. Miks? Sest ehitada üks suur jaam tuleb odavam kui teha mitu väikest, osalt sellepärast, et pole vaja dubleerida selliseid komponente nagu turvamüürid ja juhtimiskeskused. Selline lähenemine nõuab aga suure rahalise riski võtmist, mis on üks põhjustest, miks tuumajaamu rajatakse suhteliselt harva. Jaama hind võib küündida üheksa miljardi dollarini ja üle selle - liiga palju, et seda saaks endale lubada keegi peale kõige suuremate kontsernide -, ning ehituse algusest selleni, kuni jaam elektrit andma ja ehituskulude katmiseks vajalikku tulu tooma hakkab, võib kuluda enam kui viis aastat, selgitab Michigani tehnoloogiainstituudi MIT tuumaenergeetika professor Andrew Kadak.

Babcock and Wilsoni uus reaktor võib tuumajaama rajamise finantsriski kahandada, kinnitab Kadak. Reaktorid on palju väiksemad - üks reaktor genereerib150 megavatti võimsust, kuid neid saab liita, nii et väljundvõimsus ulatuks tavalise tuumajaama omani. Samuti on neis tervikuks ühendatud konventsionaalse tuumajaama kaks komponenti: reaktor ise ja agregaat auru genereerimiseks reaktori tekitatud kuumusest. Selle tulemusena on kogu süsteem piisavalt väike, et seda saaks transportida raudteevagunis. Ning kuna süsteem on transporditav, saab selliseid toota keskses tehases ning toimetada seejärel tulevase elektrijaama asukohta.

Reaktori ehitamine tehases peaks säästma ehitusele kuluvat aega, ütleb Kadak. Tema hinnangul piisab protseduurideks, mis kohapeal võtavad kaheksa tundi, tehases vaid ühest tunnist. Kui reaktor on valmis toodetud, viiakse see jaama asukohta juba koos nõutavate turvamüüride, elektri tootmiseks vajalike turbiinide, juhtsüsteemide ja muuga. Babcock and Wilsoni tegevjuht Christofer Mowry usub, et ehitusele ei kuluks rohkem kui kolm aastat - vähemalt kaks aastat vähem kui võtaksid aega senised ehitusmeetodid.

Lühem ehitusaeg võib aidata kokku hoida nii ehituse kui rahastuse pealt, kuna elektri tootmist ja tulude laekumahakkamist tuleks vähem aega oodata. Uudne konstruktsioon välistab ka USA tuumaenergiatootjaile tuttava pudelikaela - olukorra, kus suuri reaktoriagregaate (reaktorituuma ja jahutusainet sisaldavaid survestatud kambreid) toodetakse vaid paaris tehases kogu maailmas, millest ükski ei asu Ühendriikides, ütleb Mowry.

Halduskulude pealt võimaldavad kokku hoida veel kaks uue konstruktsiooni omadust. esiteks paikneb iga reaktor spetsiaalses konteineris, mis on piisavalt suur, et mahutada kõiki reaktori 60 ekspluatatsiooniaasta vältel kogunevaid jäätmeid, mis välistab vajaduse spetsiaalse tuumajäätmete hoidla järele. See võib osutuda eriti tähtsaks tuumajaamade operaatorfirmadele, mis peavad oma jäätmeid ise säilitama, kuni USA valitsus neile permanentse hoidla ehitab, nagu seadus ette näeb. Teiseks on reaktorid konstrueeritud nii, et kütust tuleb vahetada vaid kord viie aasta jooksul, mitte iga kahe aasta tagant, nagu seni tavaks. See aitab pikendada jaama tööaega.

Kadaku kinnitusel on väike reaktor eriti mõistlik valik vaesematele riikidele, mis ei saa endale lubada kümne miljardit dollarit maksva jaama rajamist ning millel puudub 1000-megavatiste jaamade toodetud elektri jaotamiseks vajalik infrastruktuur. Küll aga pole praegu veel selge, kas reaktorite tootmisega säästetud kuludest piisab, et veenda USA suuri elektritootjaid, kes suudavad tavajaamu finantseerida, uut konstruktsiooni omaks võtma. "Ühendriikides on seda ideed raskem maha müüa," nentis Kadak.

Ehkki uued reaktorid on senistest väiksemad, rakendatakse nendes põhimõtteliselt sama tehnoloogiat - tegu on kergevee-reaktoritega -, mistõttu Mowry usub, et neid on võimalik olemasolevate reeglite raames sertifitseerida. Veel vähemalt kaks USA ettevõtet arendavad väikseid, modulaarseid kergvee-reaktoreid. Üks versioon, mille pakkus välja energiagigant Westinghouse, hõlmab kombineeritud aurugeneraatorit ja reaktorit, ehkki pole ette nähtud saritootmiseks tehases. Start-up-ettevõte NuScale on samuti kavandanud suhteliselt väikese modulaarse süsteemi, mida saab kokku panna tehastes ja transportida elektrijaamadesse. Ükski neist reaktoreist ei suuda üksi toota rohkem kui 40 megavatti võimsust. Teised firmad ja teadusuurijad, Kadak nende seas, töötavad juba arenenumaid tehnoloogiaid rakendavate ja seega uut regulatsiooniprotsessi nõudvate tuleviku modulaarreaktorite loomise kallal.

Mowry sõnul kavatseb Babcock and Wilcox ametlikku sertifikaati taotleda 2011. aastal. Firma teeb juba koostööd Tennessee Valley piirkondliku volikoguga, et algatada nende reaktoritehnoloogiat kasutava elektrijaama asukoha hindamine. Mowry lubab, et esimesed uue tehnoloogiaga tehased hakkavad tööle hiljemalt 2018. aastaks. Ometi leiab teine MIT tuumaenergeetika professor Mujid Kazimi, et arvestades seda, kui kaua regulatsiooniprotsess seni aega on võtnud, kõlab selline plaan "väga auahnelt".

Rohkem infot leiab Babcock&Wilcox kodulehelt.