Νέες τεχνολογίες πυρηνικών αντιδραστήρων από τη Ρωσία

Ένας νέος τύπος πυρηνικού αντιδραστήρα δημιουργείται στην πόλη Σέβερσκ της περιφέρειας Τομσκ της Δυτικής Σιβηρίας της Ρωσίας. Στις 8 Ιουνίου 2011 άρχισε η κατασκευή, σε πειραματικό στάδιο, ενός πρωτοποριακού  αντιδραστήρα ταχέων νετρονίων νέας γενιάς με την ονομασία «BREST-OD-300». Θα λειτουργεί με καύσιμο ουράνιο-πλουτώνιο, θα χρησιμοποιεί σαν ψυκτικό μόλυβδο και θα έχει εγκατεστημένη ισχύ 300 MW. Είναι νέα τεχνολογία ολοκληρωτικά κλειστού πυρηνικού κύκλου.

Στο ίδιο χώρο θα εγκατασταθεί ένα cluster (συγκρότημα) καινοτόμων πυρηνικών τεχνολογιών που αποτελείται από τρία συστήματα: 1) τον αντιδραστήρα, 2) ένα εργοστάσιο παραγωγής πυρηνικού καυσίμου ουρανίου-πλουτωνίου και 3) μια μονάδα επανεπεξεργασίας πυρηνικού καυσίμου. Για πρώτη φορά στα παγκόσμια χρονικά θα κατασκευαστεί πυρηνικός σταθμός ταχέων νετρονίων με κλειστό κύκλο καυσίμων. Το αναλωμένο καύσιμο δεν θα αποτελεί επικίνδυνο πυρηνικό απόβλητο, αλλά θα υποβάλλεται σε περαιτέρω επεξεργασία μέσω της ανακύκλωσής του. Έτσι το συγκρότημα γίνεται σταδιακά πρακτικά ενεργειακά αυτόνομο και ανεξάρτητο από προμήθειες νέου καυσίμου.

Ο γενικός διευθυντής  της «ΡΟΣΑΤΟΜ» Αλεξέι Λιχατσόφ τόνισε στην παρουσίαση του νέου αντιδραστήρα, ότι χάρη στην επαναχρησιμοποίηση του πυρηνικού καυσίμου θα καταστήσει τις πηγές της ατομικής ενέργειας πρακτικά ανεξάντλητες. Οι επόμενες γενιές δεν θα έχουν να αντιμετωπίσουν το πρόβλημα της συσσώρευσης των χρησιμοποιημένων πυρηνικών καυσίμων».

Προς το παρόν δεν υπάρχουν τέτοιες τεχνολογίες και η Ρωσία θα είναι η πρώτη, αν καταφέρει να τη μεταφέρει στη βιομηχανία. Θεωρητικά η τεχνολογία του κλειστού πυρηνικού κύκλου είναι απλή. Είναι όμως ιδιαίτερα περίπλοκη στην πράξη.

Για τη διάσπαση οποιουδήποτε βαρέως πυρήνα, είτε είναι ουράνιο, είτε είναι θόριο, είτε είναι πλουτώνιο μένουν αχρησιμοποίητα δύο-τρία νετρόνια. Τα ελεύθερα νετρόνια έχουν μικρό κύκλο ζωής. Συνήθως ενσωματώνονται σε διπλανά άτομα των αντιδραστήρων. Αν ενσωματώνονται στον αντιδραστήρα ή σον αγωγό ψύξη, τότε εκλύεται ραδιενέργεια στο περιβάλλον. Συχνά τα νετρόνια μετατρέπουν ανθεκτικούς πυρήνες σε ασταθείς, που μπορούν να διασπαστούν περαιτέρω.

Στους αντιδραστήρες τύπου VVER των ρωσικών πυρηνικών σταθμών χρησιμοποιείται σαν ψυκτικό, νερό σε μεγάλη πίεση και δημιουργείται συσσώρευση τριτίου ή υδρογόνου-3 που αποτελεί βαρύ ισότοπο του υδρογόνου. Ο  πυρήνας του ονομάζεται τριτόνιο και περιέχει ένα πρωτόνιο και δύο νετρόνια και είναι ιδιαίτερα ραδιενεργός και  επικίνδυνος κατά τη διάσπασή του.

Το ψυκτικό από μόλυβδο (αντί του νερού) είναι πυρηνικά σταθερό και ενεργοποιείται πολύ δύσκολα. Ο υγρός μόλυβδος , από τον οποίο αποτελείται, δύσκολα ενσωματώνει νετρόνια και δε συσσωρεύει ραδιενέργεια. Ο μόλυβδος είναι χημικά παθητικός, όταν έρχεται σε επαφή με το νερό ή τον αέρα. Αυτό αποκλείει εκρήξεις.

Οι τεχνολογίες του νέου αντιδραστήρα «BREST-OD-300» θα συμβάλλουν στην αποφυγή σοβαρών ατυχημάτων , όπως στο Τσερνομπίλ και τη Φουκουσίμα, επιλύοντας ταυτόχρονα κρίσιμα ζητήματα της πυρηνικής βιομηχανίας, όπως θέματα πρώτων υλών, διαχείριση και ανακύκλωση πυρηνικού καυσίμου, ελαχιστοποίηση πυρηνικών αποβλήτων, πυρηνική ασφάλεια και προστασία του περιβάλλοντος.