Lightbridge demonstruje nový výrobní proces paliva pro malé jaderné reaktory

Společnost Lightbridge demonstruje výrobní proces pro makety palivových proutků komerčních malých modulárních reaktorů (SMR). Ty jsou vyrobeny patentovanou metodou vysokoteplotního vytlačovaní.

Výrobní proces vysokoteplotního vytlačování (koextruze) je založen na vytlačování jedné vrstvy potrubí uvnitř druhé vrstvy. To umožňuje vyrábět pokrytí palivových proutků z různých materiálů a zvýšit tak bezpečnost jaderných zařízení.

Pokrytí palivových proutků o délce 1,8 metrů je typické pro paliva používaná mnoha malými modulárními reaktory, které jsou nyní ve fázi vývoje a licencování.

Budoucí fabrikace palivových proutků se speciálním palivem HALEU (High-Assay Low Enriched Uranium) pro účely ozařování bude probíhat pomocí podobného procesu vytlačování a lití. Ozařování vyrobeného palivového pokrytí zajistí národní laboratoře Idaho pomocí pokročilého testovacího reaktoru. Na závěr budou podobným pokročilým výrobním procesem vyráběny také palivové proutky komerčních reaktorů.

Makety palivových proutků a komponenty pro jejich výrobu Zdroj: Lightbridge

Tento postup zajistí stabilní chemickou a strukturální kompozici materiálu vyráběného ve společnosti Lightbridge Fuel. Využití náhradních materiálů je cenově efektivní přístup k vývoji fabrikace, jelikož není vyžadováno jaderné palivo, dodala společnost.

„Společnost vyvíjí pokrytí jaderného paliva, které umožní reaktorům SMR sledovat zatížení sítě a zvyšovat a snižovat výkon v reakci na zapojení obnovitelných zdrojů energie. Speciální pokrytí navíc zajistí dodatečné zvýšení bezpečnosti reaktorů SMR, které budou využívat přirozenou cirkulaci k chlazení aktivní zóny,“ sdělil prezident a generální ředitel společnosti Lightbridge, Seth Grae.

Společnost Lightbridge považuje svůj pokročilý koncept kovového uranového paliva za významně levnější a bezpečnější, než je tradiční palivo. Společnost nyní zamýšlí podpořit vývoj paliva pro reaktory SMR spíše než pro konvenční jaderné elektrárny.

Revoluční paliva Lightbridge

Společnost Lightbridge se v minulosti zaměřovala nejen na paliva pro reaktory SMR. V roce 2016 společnost představila svůj patent revolučního paliva pro reaktory VVER-1000 a západní  typy tlakovodních reaktorů PWR.

Radiální řez palivovým proutkem Lightbridge pro VVER reaktory Zdroj: European patent office (EP2228801)

Technologie revolučního paliva je založena na kovovém uranu a speciální geometrii s proměnnou tloušťkou. V září 2019 společnost představila podobný typ jaderného paliva pro reaktory SMR, konkrétně pro reaktor společnosti NuScale Power. Tento návrh paliva by měl umožnit prodloužení palivové kampaně a zkrátit potřebnou dobu odstávek reaktoru.

V březnu tohoto roku přestavila společnost Lightbridge záměr věnovat se a vyvíjet paliva pro reaktory SMR. Změnu strategie firma hájí svým očekáváním růstu malých modulárních reaktorů. Podle odhadů firmy budou do roku 2050 tvořit většinu celosvětových velkých jaderných elektráren Čína a Rusko. Současně věří, že administrativa amerického prezidenta Bidena upřednostní pokročilé jaderné technologie jako součást jaderné energetické politiky USA. Mezi ty se řadí také malé jaderné reaktory.