Напредъкът при реакторите с разтопени соли продължава паралелно със стремежа към нулеви нетни емисии

Постигането на нулеви нетни емисии на въглероден диоксид до 2050 г. е сериозно предизвикателство за европейската и глобална енергетика и индустрия и изисква значително разширяване по мащаб на чистите енергийни решения. В този контекст изключително важна е ролята на ядрената енергия и на иновативни разработки в сектора, като реакторите с разтопени соли (Molten salt reactors, MSR).

 

Тази теза защитават от Международната агенция за атомна енергия (IAEA) в актуална своя публикация, посветена на напредъка на технологиите в сегмента на MSR реакторите, при които разтопени соли могат да бъдат използвани както като гориво, така и като охладител.

 

"Тези реактори не се различават толкова съществено от конвенционалните ядрени съоръжения. Подобно на реакторите с вода под налягане (EPR) и дизайните с кипяща вода (BWR), които са стандарт в сектора от зората на ядрената енергия насам, MSR системите използват контролирани реакции на делене за производство на електричество.

 

За разлика от вариантите с водно охлаждане обаче, MSR реакторите използват разтопени соли като охладителен флуид. Това е иновативна конструктивна характеристика, която може да осигури многобройни предимства по отношение на ефективността и значително да разшири приложенията на тези системи отвъд производството на електроенергия", допълват от IAEA.

 

Предимствата на технологията

 

Охлаждащите системи с разтопени соли разполагат с изключително голям капацитет за абсорбиране на топлинна енергия, което позволява на MSR реакторите да функционират при екстремно високи температури. Такива са необходими за генерирането на промишлена топлина в редица ключови индустриални процеси, включително в производството на водород, поясняват експертите.

 

"Макар реакторите с разтопени соли да са разработени и тествани за първи път още преди десетилетия, комерсиалните им приложения все още са малко. Предстои обаче това коренно да се промени в близко бъдеще", смята ръководителят на департамента за разработка на ядрени технологии в IAEA Татяна Йевремович.

 

Повечето от прототипите в сегмента са базирани на течни горива, разтворени в охладители на базата на разтопени соли. Други разчитат на по-конвенционален дизайн – пръти с твърдо гориво, охлаждани посредством разтопени соли. И двата типа обаче притежават сериозен потенциал да допринесат за понижаването на нетните въглеродни емисии на енергетиката и промишлеността в рамките на идните години, считат от Агенцията.

 

Обзор на развитието в сегмента

 

Актуална публикация от серията технически доклади на Международната агенция за атомна енергия, озаглавена "Статус на технологиите при реакторите с разтопени соли", разглежда историческото развитие и напредъка при разработките в сегмента.

 

Като основни предимства на технологията специалистите посочват по-малкия отпечатък във връзка с радиоактивните отпадъци и пасивните функции за безопасност. Водещо предизвикателство пред проектантите на системи в това направление, изтъкнато в доклада, е разработването на компоненти, подходящи за използване при изключително високи температури.

 

"След натрупването на достатъчно опит в областта MSR реакторите ще могат да се наложат като потенциално най-икономичния тип ядрени съоръжения за работа в затворен горивен цикъл. Новаторски дизайни, като тези базирани на торий-232 и уран-238, биха могли да демонстрират безпрецедентна комбинация от безопасност и устойчивост на горивния цикъл", посочва Жири Крепел, старши научен сътрудник в департамента за усъвършенствани ядрени системи към Института "Пол Шерер" в Швейцария и председател на работната група за MSR технологии в международния форум Generation IV за насърчаване разработката на реактори от четвърто поколение.

 

 

Достижения и предизвикателства

 

Към момента се разработват няколко различни дизайна за съоръжения с разтопени соли, които са близо до етап на технологична готовност за внедряване. Канадски екип работи по концепция за малък модулен реактор (SMR) с разтопени соли, която през 2023 г. успешно премина ключов преглед на дизайна от страна на доставчик преди лицензиране (Pre-licensing vendor design review) – първата подобна процедура, финализирана в сегмента, за реактор с разтопени соли.

 

Прототипи в напреднала фаза на развитие има и в САЩ и Китай, а научноизследователската и развойна дейност в областта продължава с невиждани темпове. На база проучванията си, от IAEA прогнозират, че реалната реализация на тези проекти ще започне да се случва някъде около средата на следващото десетилетие.

 

"MSR реакторите могат значително да повишат устойчивостта на ядрената енергия, включително чрез намаляване на радиоактивните отпадъци и принос за неразпространението им. Разработките в сегмента и особено тези, използващи гориво, в чийто състав влизат U-233 и ториеви соли, могат да спомогнат и за запазване на природните ресурси от уран", разкриват от IAEA.

 

Въпреки широкия оптимизъм относно внедряванията в сравнително близко бъдеще, остават за разрешаване редица ключови предизвикателства, подчертават експертите. Все още не са разработени стандарти за безопасност при проектиране на MSR реактори, както и при транспортиране на горивни соли. Не съществуват и вериги за доставка на специфични за тези съоръжения компоненти. Тепърва предстои да се изготвят също и специфични анализи на потенциалните сценарии за аварии, обобщават от IAEA.

 

/Изображенията са генерирани от изкуствен интелект/

 

Източник: IAEA; снимки: Dreamstime

Ключови думи: MSR   MSR реактори   разтопени соли   ядрена енергетика   атомна енергия   IAEA   електроенергия   енергетика  

Област: Енергетика