Van olyan atomreaktor, amilyenbe Bill Gates is fektetett pénzt

Probléma helyett eszközzé válhat az atomerőművek nagy aktivitású nukleáris hulladéka – mutat rá a Nemzetközi Atomenergia-ügynökség (NAÜ) –, amikor majd e hulladék a körkörös atomgazdaságot táplálja az energiaszektorban. Ezt a zárt üzemanyagciklusban működő gyorsneutronos reaktorok valósíthatják meg.

A gyorsneutronos reaktorok olyan neutronokat használnak, amelyeket nem lassít le moderátor, például víz a hasadási láncreakció fenntartásához. E létesítmények azért előnyösebbek a meglévő termikus atomreaktoroknál (ilyenek a paksiak is), mert a nukleáris üzemanyagot újra felhasználják. 

Ezáltal jelentősen csökken a felhasználandó nagy dúsítású urán mennyisége. Az atomerőműveket üzemeltető országok egyre jobban keresik az erőforrások, így a kiégett nukleáris fűtőelemek újrahasznosításának módjait is. Mint Vlagyimir Krivencev, a NAÜ gyorsreaktor-technológiai fejlesztési részlegének csoportvezetője ismertette, a gyorsreaktorok zárt üzemanyagciklusában egy kilogramm nukleáris hulladék többször is újrahasznosítható, amíg az összes uránt felhasználják.

„Az e művelet után visszamaradó aktinidákat – amelyek több ezer évig radioaktívak – elégetik. Ezután körülbelül 30 gramm hulladék marad, amely 200-300 évig lesz radioaktív” – mondta Mihail Chudakov, a NAÜ főigazgató-helyettese és az atomenergia-ügyi osztály vezetője.

Ezt az atomreaktort már régen kitalálták, de túl sok volt az akadály 

A gyorsreaktorok az első technológiák közé tartoztak. Technológiájukat az atomenergia korai szakaszában használták, amikor az uránforrásokat szűkösnek tartották. Ám mivel a fejlesztésüket műszaki és anyagi kihívások is hátráltatták, továbbá új uránlelőhelyeket találtak, a könnyűvizes reaktorok váltak az iparági szabványokká. Számos országban azonban erőfeszítések folynak a gyorsreaktor-technológia fejlesztésére, beleértve a kis moduláris reaktorokat (SMR) és mikroreaktorokat (MR-eket). Az oroszországi Belojarszk mellett működő atomerőműben két gyorsreaktor működik.  

Jelenleg öt gyorsreaktor működik a világon:

• két működő reaktor (BN–600 és BN–800),
• egy tesztreaktor (BOR–60) Oroszországban,
• a Fast Breeder Test Reactor Indiában
• és a kínai kísérleti gyorsreaktor.

Az Európai Unióban, Japánban, az Amerikai Egyesült Államokban, az Egyesült Királyságban és másutt számos célhoz és funkcióhoz szabott gyors reaktorprojekteken dolgoznak, beleértve az SMR-eket és az MR-eket.

Az oroszországi Szeverszkben épülő orosz kísérleti demonstrációs energiakomplexum egy ólomhűtéses BREST-OD-300 gyorsreaktort, egy üzemanyag-előállító és -feldolgozó üzemet, valamint egy vegyes nitrid-urán-plutónium kiégett fűtőelemet újrafeldolgozó üzemet egyesít. Egy mélygeológiai hulladéktároló is épül. A kísérleti projekt tehát egyetlen helyszínen mutatja be az új üzemanyag előállítását, besugárzását és újrahasznosítását. A teljes zárt üzemanyagciklus egy telephelyen való megvalósítása gazdaságilag is észszerűbb Amparo Gonzalez Espartero, a NAÜ nukleáris üzemanyagciklusának műszaki vezetője szerint, mivel a nukleáris hulladékot és anyagokat nem kell telephelyek között mozgatni, így csökkennek a szállítási és logisztikai kihívások. 

Az utóbbiakból származó kiégett fűtőelemeket helyben újra feldolgozzák és újra felhasználják, tehát a végső hulladéklábnyom tízszer kisebb lesz, mint a normál nukleáris üzemanyagciklusé.

Paks II. is használhat újrahasznosított üzemanyagot

A nukleáris üzemanyagciklus zárásában használt MOX-üzemanyagot a Roszatom jelenleg csak a belojarszki atomerőmű gyorsneutronos BN–800-as reaktorához gyárt. A könnyűvizes VVER-ekhez (az elnevezés nyugati megfelelője a PWR) a Roszatom már kifejlesztette az urán-plutónium Remix üzemanyagot, amely próbaüzemben jól teljesített egy VVER–1000-es blokk reaktorában. A Remix plutóniumtartalma nem haladja meg az 1,5 százalékot. Ez az üzemanyag a nem kiégett urán és a reaktorban keletkező plutónium keverékén alapul. A MOX viszont a kiégett fűtőelemektől kivont plutónium-oxid, valamint a szegényített urán-oxid keveréke. Az utóbbi a nukleáris üzemanyag előállításának melléktermékként keletkezik az urán dúsításakor. A Világgazdaság közel egy éve írt arról, hogy a Paks II. atomerőmű is használhat majd ilyen, újrahasznosítással előállított üzemanyagot.

Más országokban is haladnak a projektek.

• Kína két nátriumhűtéses gyorsreaktort (CFR–600) épít a Fudzsian tartománybeli Hsziapu megyében. Már tart az első blokk üzembe helyezése, és még erre az évre várható a hálózatra csatlakoztatása is.
• Az USA-ban a Microsoft társalapítója, Bill Gates által támogatott gyorsreaktorprojekten dolgoznak. Ez a létesítmény nem zárt üzemanyagciklusban működik majd, de meglévő nukleáris hulladékát az USA a saját üzemanyag-ellátásának fejlesztésére használja fel.
• A belgiumi MYRRHA projekt egy ólom-bizmuttal hűtött, gyorsítóval hajtott rendszert kíván kiépíteni 2036-ig, hogy tesztelje a kisebb aktinidák lebontási képességét egy jövőbeli teljesen zárt üzemanyagciklus részeként.

A NAÜ kulcsszerepet játszik a gyorsreaktorok fejlesztésének és telepítésének támogatásában azáltal, hogy összehangolt kutatási projekteken, műszaki kiadványokon, műszaki munkacsoportokon és konferenciákon keresztül megosztja az információkat és a tapasztalatokat.