Radioaktivní „bonbony“ zajistí bezpečnost nové generace jaderných reaktorů  
Palivo TRISO pro jaderné reaktory připomíná cucavé bonbony „gobstoppers“ s velkou výdrží. Tvoří jej částice o velikosti zrnek máku, v nichž je oxid uranu obalený vrstvami pyrolytického uhlíku a karbidu křemíku. Reaktory s takovým palivem by měly být bezpečné s mnohem menším úsilím oproti dnešním komerčním reaktorům.
Tenhle gobstopper neobsahuje žádný uran. Kredit: Kwsarrow / Wikimedia Commons.
Tenhle gobstopper neobsahuje žádný uran. Kredit: Kwsarrow / Wikimedia Commons.

„Gobstoppers“ nebo případně „jawbreakers“ jsou bonbony, které mají ohromnou výdrž. Mezi světovými válkami byly mezi dětmi populární, především ve Velké Británii. Mají tvar koulí, které mohou mít průměr až kolem 8 centimetrů. Skládají se z mnoha vrstev, často barevně rozlišených, které jim poskytují výjimečnou odolnost. Takový bonbon prakticky není možné rozkousat a cucání odolávají velice dlouho. U těch největších trvá celé dny a někdy i týdny, než se úplně rozpustí. WillyWonka v Továrně na čokoládu vymyslel takové, co se nerozpustí nikdy.

 

BWTX, logo.
BWTX, logo.

Podobný nápad měli vědci a inženýři, kteří vyvíjejí palivo pro nastupující generaci jaderných reaktorů. Používají podobné bonbony, ovšem nikoliv sladké, nýbrž radioaktivní. Jde o jaderné palivo TRISO (tristructural isotropic), které původně vytvořili ve Velké Británii, v rámci projektu jaderného reaktoru Dragon.

 

Tyto radioaktivní bonbony jsou velké asi jako zrnko máku. Uprostřed částice TRISO paliva je samotné palivo v podobě oxidů uranu, které obklopuje vrstva pyrolytického uhlíku, následovaná vrstvou karbidu křemíku. Povrch částice paliva TRISO vytváří další vrstva pyrolytického uhlíku. Design paliva TRISO se objevuje od šedesátých let, ale doposud bylo takové palivo příliš drahé a nevyhovovalo přísným požadavkům většiny jaderných reaktorů.

 

Částice paliva TRISO o velikosti 0, 845 milimetrů. Kredit: U. S. DoE.
Částice paliva TRISO o velikosti 0, 845 milimetrů. Kredit: U. S. DoE.

Palivo TRISO bylo navrženo tak, aby zabránilo tavení uranu, i při teplotách kolem 1760 °C. Taková teplota přitom značně převyšuje běžné teploty v jaderném reaktoru, které obvykle dosahují 540 až 1100 °C. Jak uvádí Paul Demkowicz, šéf programu Advanced Gas Reactor Field Development and Qualification Program v laboratořích Idaho National Laboratory, v pokročilých reaktorech takové teploty prakticky nelze překročit. Pokud je ještě navíc v takovém reaktoru použito palivo TRISO, tak by podle Demkowicze měl být, přinejmenším teoreticky, odolný vůči nehodám s tavením uranu.

 

Jaderné reaktory staršího data obvykle využívají kontrolní tyče, tvořené stříbrem, bórem a dalšími materiály, které vynikají v pohlcování neutronů štěpné reakce. Tyto tyče bývají velké a extrémně drahé. Pokud je ale bezpečnostní materiál zabudovaný přímo v jaderném palivu, jako v případě TRISO, tak podle expertů značně klesají finanční náklady na konstrukci i provoz reaktoru.

 

Podle Joela Dulina, šéfa Nuclear Operations Group společnosti BWXT, která vyrábí komponenty reaktorů a mimo jiné i palivo TRISO, u reaktorů s palivem TRISO nebude nutné stavět tak mohutné a drahé ochranné prvky. Pokročilý reaktor s palivem TRISO se vejde do komerčního kontejneru a přitom nabídne stejnou úroveň bezpečnosti, jako tradiční jaderné reaktory.

 

BWXT dodají palivo TRISO pro 3D tištěný reaktor vyvíjený v Oak Ridge National Laboratory. Pentagon zase plánuje používat TRISO ve svých pokročilých reaktorech, včetně malých modulárních reaktorů a mikroreaktorů. A společnost X-energy již využívá TRISO ve svém novém reaktoru o výkonu 75 MW. Radioaktivní bonbony mají slibnou budoucnost.

 

Video: BWXT Company Overview - People Strong, Innovation Driven

 

Literatura

Futurism 30. 6. 2020.

Datum: 03.07.2020
Tisk článku

Související články:

Reaktory IV generace     Autor: Vladimír Wagner (16.05.2008)
Jádro vrací úder: Startup NuScale vyvíjí převratný malý reaktor     Autor: Stanislav Mihulka (16.12.2019)
Jaderná energetika v roce 2019     Autor: Vladimír Wagner (14.02.2020)
Autonomní mikroreaktor Aurora utáhne tisíc domácností po dobu 20 let     Autor: Stanislav Mihulka (02.03.2020)
Jaderný minireaktor velikosti pivního sudu bude mít 3D tištěné "jádro"     Autor: Stanislav Mihulka (17.05.2020)



Diskuze:



Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace