Reaktor Moltex dokáže spalovat použité jaderné palivo

Společnost Moltex Energy Canada oznámila, že výsledky nového výzkumu potvrzují „jedinečnou schopnost“ jejího stabilního solného reaktoru Wasteburner (SSR-W) likvidovat vyhořelé jaderné palivo. Tento výzkum podporuje vývoj reaktoru, který může „významně snížit množství jaderného odpadu a současně vyrábět čistou energii“.

Recenzovaný vědecký článek „demonstruje schopnost SSR-W spotřebovat většinu transuranových (TRU) prvků přítomných v použitých palivových souborech z kanadských reaktorů Candu“. Reaktor je vyvíjen ve spolupráci s týmy z New Brunswicku, Ontaria, Spojeného království a USA.

Radioaktivní transuranové prvky vznikají během jaderného štěpení a jejich poločasy rozpadu mohou být tisíce let (i mnohem více). Na rozdíl od energetických reaktorů, kde se v aktivní zóně tyto prvky postupně hromadí, je SSR-W navržen tak, aby je spaloval jako palivo, což představuje inovativní přístup ke snižování jaderného odpadu.

Modelování palivového cyklu a recyklace

Článek prezentuje výsledky tohoto navrženého palivového cyklu a ukazuje, že opakovanou recyklací paliva lze dosáhnout rovnovážného stavu, kdy se během spalování v reaktoru snižuje koncentrace všech aktinidů, a spalování aktinidů tak může pokračovat neomezeně. Kombinace spalování aktinidů v reaktoru a separace většiny štěpných produktů během recyklačního procesu vede k významnému snížení objemu odpadu, radiotoxicity a k produkci využitelné tepelné energie.

Přechodné úložiště v jaderné elektrárně Temelín. Zdroj: ČEZ

Výzkum také ukazuje flexibilitu palivového cyklu, kterou umožňuje recyklační proces, doplňování paliva za provozu reaktoru a chemické složení palivové soli, která umožňuje variabilitu konverzního poměru.

Výzkum dospěl k závěru, že rychlý solný reaktor SSR-W s tepelným výkonem 1200 MW eliminuje ročně 425 kg aktinidů, což za dobu jeho životnosti představuje přibližně 25 metrických tun. Složení palivové soli a izotopový vektor se v průběhu času mění, až se dosáhne rovnováhy. V tomto okamžiku je nutné doplňovat množství transuranů z recyklovaného paliva Candu, což odpovídá množství transmutovaných TRU. Rovnováha je také patrná ve složení vyprodukovaných izotopů, kde je ve srovnání s použitým palivem z reaktorů Candu výrazně snížen podíl plutonia-239.

Závěry a plány společnosti Moltex

"SSR-W byl specificky navržen tak, aby efektivně znovu využíval a spaloval recyklovaný jaderný odpad," uvedl CEO společnosti Moltex Rory O'Sullivan. "Tento průlomový výzkum, který je výsledkem let spolupráce, jasně prokazuje tuto schopnost."

Představa elektrárny využívající malý modulární reaktor SSR firmy Moltex Energy. Zdroj: Moltex Energy

"Naše zdroje paliva už jsou k dispozici v úložištích na lokalitách jaderných elektráren po celé zemi. Tyto zdroje můžeme využít k výrobě čisté energie na mnoho let dopředu," dále dodal O'Sullivan.

Společnost Moltex vyvíjí tři unikátní technologie:

• Reaktor SSR-W, který využívá recyklovaný jaderný odpad jako palivo
• Proces WAste To Stable Salt (WATSS) pro recyklaci jaderného odpadu k výrobě paliva pro SSR-W
• GridReserve zásobníky pro ukládání tepelné energie, které umožní, aby SSR-W fungoval i jako špičková elektrárna

Společnost plánuje nasadit první jednotku WATSS poblíž stávající jaderné elektrárny Point Lepreau v New Brunswicku, kde také plánuje spustit první SSR-W do začátku 30. let tohoto století. Stávající reaktor Candu v lokalitě Point Lepreau bude pravděpodobně trvale vyřazen z provozu kolem roku 2040.