Pátek, Září 21

Rusové vyvíjí hybridní reaktor, který štěpí i fúzuje

Montáž nového hybridního reaktoru začne v Kurčatovově institutu podle Pjotra Chvostenka, vědeckého ředitele institutu, do konce roku 2018. Spuštění reaktoru je naplánováno na rok 2020.

Základy tokamaku T-15 v Kurčatovově inistutu připravené k instalaci nového zařízení. (Zdroj: TASS)

Hybridní reaktor kombinuje principy termonukleární fúze a jaderného štěpení. V podstatě se jedná o fúzní reaktor – tokamak – a reaktor s roztavenými solemi, tvořící blanket tokamaku. Neutrony, produkované v tokamaku jsou dále použity a zachytávány na thoriu 232 v blanketu. Zařízení bude používat thoriové palivo, které je levnější a dostupnější než uran. Navíc oproti fúzním reaktorům nebude třeba, aby hybridní systém dosahoval tak vysokých teplot pro generování elektrické energie.

Hybridní reaktory redukují vliv jaderného palivového cyklu na životní prostředí. Koncept kombinuje klasický proces štěpení s principy fúzních reaktorů. Fúzní reaktor tvoří jádro hybridního systému, kolem kterého je podkritický štěpný soubor. Přebývající neutrony z termojaderné fúze, které u normálního tokamaku absorbuje chladicí systém, jsou tak zachycovány ve štěpném systému, a tím způsobují proces štěpení. Thorium 232 v roztavené soli se vlivem záchytu neutronu efektivně přeměňuje (přes protaktinium) na uran 233, který je štěpným materiálem a lze jej štěpit v klasických jaderných elektrárnách.

Výhody hybridního systému zahrnují:

  • Využití aktinoidů a transmutace dlouho-žijících prvků obsažených v jaderném odpadu
  • Výrazné zvýšení energie získávané z uranu
  • Inherentní bezpečnost systému, která umožňuje rychlé odstavení reaktoru
  • Vysoké vyhoření štěpného materiálu, po němž zůstává menší počet vedlejších produktů

Očekává se, že se hybridní systém využívající termonukleární fúzi a štěpení velmi brzy stane komerční aplikací, zatímco bude pokračovat zvládání čistě fúzních energetických technologií.

První návrh ruského hybridního systému vznikl v roce 1977. Hlavní námět podali fyzici Jevgenij Velichov a Igor Golovin. V minulých letech proběhl proces modernizace tokamaku T-15 a jiných zařízení v Kurčatovově institutu. Kromě tohoto tokamaku byl dále vyvíjen projekt DEMO-FNS a návrh pilotní hybridní elektrárny (PHP) pro transmutaci.

Kurčatovův institut začal na projektu DEMO-FNS pracovat v roce 2013. Zařízení obsahuje reaktor, ve kterém jsou produkovány neutrony pomocí termonukleárních reakcí, a díky nim je tvořen nový štěpný materiál z uranu 238. Záchytem neutronu na uranu 238 vzniká (přes neptunium 239) plutonium 239, které může být použito jako palivo pro jaderné reaktory. Demonstrační zařízení  projektu DEMO-FNS má vzniknout v roce 2023 a PHP bude stavěn okolo roku 2050.

„Hybridní tokamak je nyní pojmenován T-15MD a jedná se o rozsáhlé dílo,“ sdělil Chvostenko. „Na konci roku jej sestavíme na místě, kde stál původní tokamak T-15, který jsme rozebrali, aby na jeho základech vznikl nový.“ Dodal, že v roce 2020 zde bude spuštěno nové zařízení a vědci budou pracovat na technologiích „nezbytných pro termonukleární zdroj neutronů pro hybridní reaktor“.

Zkušenosti získané při experimentech na hybridním reaktoru přispějí do mezinárodního experimentálního termonukleárního reaktoru (ITER), který je ve výstavbě ve Francii. Ruské vědecké organizace vyvíjely 25 systémů pro ITER. Institut jaderné fyziky (INP) sibiřské odnože Ruské akademie věd se stane centrem integrace přínosu zahraničních účastníků do projektu ITER. Zde budou také sestavovány a testovány komponenty vyrobené v různých zemích. ITER by měl vyprodukovat první plazmu v roce 2025.

Zdroj: neimagazine.com

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.