فناوری هسته‌ای کارآمد: چین از طراحی راکتور نوترونی سریع نسل چهارم در سطح گیگاوات رونمایی کرد
به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، شرکت ملی هسته‌ای چین (CNNC) از طرح خود برای یک رآکتور هسته‌ای نسل بعدی رونمایی کرده است. این رآکتور جدید که «گامی حیاتی» در برنامه‌های انرژی آینده این کشور نامیده می‌شود، می‌تواند به تنهایی تا ۱.۲ گیگاوات (GW) برق تولید کند.
طبق گزارش‌ها، طراحی جدید راکتور هسته‌ای نسل چهارم نوعی راکتور نوترونی سریع است که خروجی اعلام شده آن می‌تواند برق کافی برای حدود یک میلیون خانه را تأمین کند.
این رآکتور جدید که CFR-۱۰۰۰ نام دارد، برخلاف رآکتور‌های آزمایشی کوچک‌تر، یک واحد در مقیاس تجاری است. این رآکتور هنوز در انتظار تأییدیه‌های قانونی است و انتظار می‌رود پس از سال ۲۰۳۰، احتمالاً تا سال ۲۰۳۴، عملیاتی شود.
از آنجایی که این راکتور بر اساس نوترون‌های سریع طراحی شده است، با اکثر راکتور‌های هسته‌ای امروزی که به عنوان راکتور حرارتی شناخته می‌شوند، متفاوت است. این راکتور‌ها از نوترون‌های کند برای حفظ شکافت هسته‌ای استفاده می‌کنند.
آنها همچنین به موادی مانند آب نیاز دارند تا به عنوان یک تعدیل کننده برای کند کردن آن نوترون‌ها عمل کنند. از سوی دیگر، راکتور‌های نوترون سریع، مانند CFR-۱۰۰۰، از نوترون‌های پرسرعت استفاده می‌کنند، بدون اینکه به تعدیل کننده‌ها نیاز داشته باشند.
سریع، نه آهسته، برنده مسابقه است
آنها همچنین تمایل دارند که از نظر مصرف سوخت کارآمدتر باشند و می‌توانند انرژی بیشتری از سوخت موجود تولید کنند. چنین راکتور‌هایی همچنین می‌توانند سوخت جدیدی مانند پلوتونیوم-۲۳۹ را از موادی که در غیر این صورت شکافت‌پذیر نیستند (مانند اورانیوم-۲۳۸) «تولید» کنند.
این امر، رآکتور‌های سریع را به گامی به سوی چرخه‌های سوخت حلقه بسته تبدیل می‌کند، جایی که زباله‌های هسته‌ای دوباره پردازش و استفاده می‌شوند. این امر به نوبه خود، ضایعات و وابستگی به اورانیوم استخراج شده را کاهش می‌دهد.
CFR-۱۰۰۰ به جای آب از سدیم مایع به عنوان خنک‌کننده استفاده می‌کند که گرما را با راندمان بیشتری منتقل می‌کند. همچنین به راکتور اجازه می‌دهد تا در دما‌های بالاتر کار کند و راندمان را افزایش دهد.
هیچ‌کدام از اینها نوترون‌ها را که برای شکافت به اصطلاح «سریع» ضروری هستند، کند نمی‌کند. این یک نقطه عطف بزرگ در نقشه راه بلندمدت انرژی هسته‌ای چین یا به اصطلاح استراتژی هسته‌ای «سه مرحله‌ای» آن است.
این شامل راکتور‌های حرارتی (فناوری غالب امروزی)، راکتور‌های سریع (مانند CFR-۱۰۰۰) و راکتور‌های همجوشی در آینده دور می‌شود. CNNC ادعا می‌کند که چین اکنون به‌طور مستقل بر تمام فناوری‌های مورد نیاز برای راکتور‌های سریع بزرگ تسلط یافته است.
این اولین مورد در سطح جهان از نظر داشتن یک زنجیره تأمین صنعتی کامل است. با این حال، این کار ساده‌ای نخواهد بود.
آینده انرژی پاک چین
منتقدان خاطرنشان می‌کنند که رآکتور‌های سریع می‌توانند پلوتونیوم-۲۳۹ تولید کنند که می‌تواند در سلاح‌های هسته‌ای مورد استفاده قرار گیرد. استفاده چین از اورانیوم غنی‌شده روسیه نیز نگرانی‌هایی را در مورد عدم اشاعه، به‌ویژه در میان قانون‌گذاران آمریکایی، برانگیخته است.
با این حال، انجمن بین‌المللی نسل چهارم، یک اتحاد جهانی تحقیق و توسعه هسته‌ای (که شامل چین، ایالات متحده و اتحادیه اروپا می‌شود)، این فناوری را در درازمدت ایمن‌تر و پاک‌تر می‌داند.
با نگاهی به تصویر بزرگتر، CFR-۱۰۰۰ اولین تلاش بزرگ چین برای ورود به فناوری پیشرفته راکتور سریع در مقیاس تجاری است. این نشان دهنده یک گام بزرگ به سوی آینده‌ای پایدارتر و خودکفا در زمینه انرژی است.
همچنین به عنوان تلاشی برای رهبری انرژی هسته‌ای و راهی برای افزایش طول عمر سوخت هسته‌ای و کاهش ضایعات دیده می‌شود. کشور‌های دیگری مانند روسیه، فرانسه و ایالات متحده نیز در حال آزمایش راکتور‌های نوترونی سریع از جمله BN-۸۰۰ سابق (که در حال حاضر فعال است) هستند.
ایالات متحده اولین مورد خود را دهه‌ها پیش تعطیل کرد، اما در حال حاضر روی پروژه‌های جدیدتری مانند راکتور سدیم ۳۴۵ مگاواتی از TerraPower (شرکت بیل گیتس) کار می‌کند.