Idaho Ulusal Laboratuvarı’ndaki MARVEL mikronükleer reaktör projesinin içinde


Nükleer reaktörler, sıklıkla maliyet aşımlarına maruz kalan devasa inşaat projeleri olarak haklı bir üne sahiptir. Ayrıca, sonunda inşa edildiklerinde, bunların izlenmesi ve bakımı için düzinelerce eğitimli uzmandan oluşan bir personel gerekir.

Fakat Yasir Arafat nükleer gücün bu şekilde olması gerekmediğine inanıyor.

Arafat, Birleşik Devletler hükümetinin önde gelen nükleer araştırma laboratuvarlarından birindeki mikroreaktör projesinin teknik lideridir. Idaho Ulusal Laboratuvarıve oradaki rolüyle Arafat, küçük, nispeten ucuz bir nükleer reaktör inşa etme çabalarına öncülük ediyor. Daha çok bir nükleer pil, diyor.

Arafat Bangladeş’te büyümüş Amerika Birleşik Devletleri’nde üniversiteye gelmeden önce ve dünyanın karbondan arındırılmasına yardımcı olmak için derin bir aciliyet duygusuyla motive oldu. Küresel ısınmanın etkileri Bangladeş’te uzak bir gelecek senaryosu olarak tartışılmıyor – iklim değişikliği halihazırda günlük yaşamın bir parçası. Nükleer enerji herhangi bir sera gazı emisyonu oluşturmaz ve Arafat, endüstrinin gelişmesine yardımcı olabilecek bir mikroreaktör prototipi oluşturarak çözüme katkıda bulunmayı umuyor.

bu prototip MARVEL reaktörü olarak adlandırılacakArafat, CNBC’ye verdiği demeçte, Mikroreaktör Uygulamaları Araştırma Doğrulama ve Değerlendirme projesinin adının kısaltması ve hedefin ilkini Aralık 2023’e kadar faaliyete geçirerek Amerika Birleşik Devletleri’ndeki ilk gelişmiş mikroreaktör yapmak olduğunu söyledi. (Bu fotoğraflar, ön araştırma amacıyla nükleer ısıyla değil, elektrik ısısıyla çalışan MARVEL reaktörünün bir prototipini göstermektedir.)

Marvel mikroreaktör projesinin teknik lideri Yasir Arafat, CNBC’ye prototipi gösteriyor.

Fotoğrafın izniyle Magdalena Petrova, CNBC

Idaho Ulusal laboratuvarı, Haziran 2020’de Arafat’ın liderliğinde MARVEL reaktör projesini tasarlamaya ve modellemeye başladı. Tamamlanırsa, MARVEL mikroreaktör “bir nükleer sistemi gerçekten nasıl minyatürize edip taşınabilir ve taşınabilir bir şeye dönüştürebileceğimizi ve aynı zamanda son müşteriye ısı ve elektrik sağlayabileceğini gösterebilecek türünün ilk örneği olacak”. Arafat, CNBC’ye Mayıs ayında Idaho’da bir video röportajında ​​​​söyledi.

Halihazırda çok sayıda özel şirket var – bunlar arasında oklo, Westinghouse (Arafat’ın on yıl çalıştığı yer) ve Genel Atom — mikroreaktörler geliştirmek ve amaçları hükümetinkiyle aynıdır: Emisyonsuz, güvenilir bir enerji kaynağı geliştirmek.

Tek bir mikroreaktör, ister hastane ister uzak askeri üs olsun, bir topluluğa 1.000 ila 10.000 kişiye güç sağlayabilir. Amerika Birleşik Devletleri’ndeki mevcut elektrik şebekesi, merkezi bir yerde elektrik üretme ve bunu son kullanıcılara dağıtma sistemine dayanmaktadır. Ancak mikro reaktörler, daha az merkezileştirilmiş ve doğal afetlere karşı daha dayanıklı olan elektrik şebekesi için gelecek vizyonunun bir bileşenidir.

Arafat, uzak yerler veya küçük topluluklar için potansiyel temiz enerji seçenekleri olmanın ötesinde, mikroreaktörlerin yenilenebilir güneş ve rüzgar enerjisi ve pil depolamayı içeren gelecekteki bir temiz enerji şebekesinin önemli bir parçası olabileceğini söyledi. Nükleer bir temel yük enerji kaynağıdır, yani rüzgar esmediğinde ve güneş parlamadığında enerji sağlayabilir ve yenilenebilir enerjilerin kesintiye uğraması için bir geri tepme işlevi görür.

Idaho Ulusal Laboratuvarı’ndaki Marvel reaktörü için bir prototip.

Fotoğrafın izniyle Magdalena Petrova, CNBC

Daha küçük = daha ucuz

Küçük modüler nükleer reaktörlerin inşası ve inşası, geleneksel hafif su reaktörlerinden daha az karmaşıktır. Mikroreaktörler bunu daha da ileri götürür.

CNBC’ye verdiği demeçte Arafat, “Tüm donanım, otomobil veya araba yapma şeklimiz gibi bir fabrikada inşa edilebilir” diyerek yılda yüzlerce mikro reaktörün üretilmesine izin veriyor. Fabrikadan, bir mikroreaktör müşterinin bulunduğu yere nakledilebilir, yakıt doldurulabilir ve çalıştırılabilir. Hedef, bir haftadan daha kısa bir süre içinde bir mikroreaktörü devreye sokabilmek, “bu yüzden büyük ölçekli bir elektrik santralinden çok bir nükleer pil gibi” dedi.

Arafat, CNBC’ye verdiği demeçte, “Bu sistemleri üretmede gerçekten iyi olursak ve fabrika imalatından yararlanırsak, bunları ülke çapındaki her kampüs için yeterince ucuz hale getirebiliriz” dedi.

Mikroreaktörler, nükleer silahların yayılmasını önleme gereklilikleri tarafından belirlenen %20 sınırının hemen altına kadar zenginleştirilmiş farklı türde bir yakıt kullanır. HALEU veya yüksek tahlilli düşük zenginleştirilmiş uranyum olarak adlandırılan bu yakıt, reaktörün daha küçük olmasına izin verir.

“Aslında önemli ölçüde daha kompakt ve daha küçük olan çok daha verimli bir çekirdek oluşturabiliriz. Dolayısıyla, bir reaktör tasarlamak için çok daha büyük bir çekirdek yerine çok daha az miktarda yakıta ihtiyaç duyacağız. Bu, daha yüksek zenginleştirmeye gitmenin en büyük avantajı.” dedi Arafat.

Küçük boyutlu ve fabrika üretimi, mikronükleer reaktörlerin inşa edilmesinin, kronik olarak aşırı program ve bütçe aşımı yapan geleneksel hafif su reaktörlerinden çok daha ucuz olacağı anlamına gelir. bu Gürcistan’daki Vogtle tesisinde üçüncü ve dördüncü reaktörler inşa ediliyor bu tür aşırılıkların rezil örnekleri haline geldi.

Marvel reaktör mikroreaktör projesinin teknik lideri Yasir Arafat, Idaho Ulusal Laboratuvarı’nda CNBC ile konuşuyor.

Fotoğrafın izniyle Magdalena Petrova, CNBC

Bu, fabrika hattından çıkan ilk mikroreaktörlerin teknolojinin geleceği kadar ucuz veya hızlı olacağı anlamına gelmiyor. Ancak Alaska’daki uzak topluluklar gibi ucuz ve güvenilir temiz enerji alternatiflerinin olmadığı yerlerde konuşlandırılacaklar.

“Şu anda orada çalışan tek teknoloji dizel jeneratörler ve bu yerlerde dizel yakıtla uçmak zorundalar. O kadar uzaklar. Bu dizel jeneratörleri bunun gibi bir mikro reaktörle değiştirebilirsek, kesinlikle önemli olabilir. Bugün ödediklerinden daha ekonomik” dedi Arafat CNBC’ye.

Ayrıca Arafat, mikroreaktörlerin enerjinin kullanılacağı yerlerin yakınına yerleştirileceğinden, iletim maliyetinin neredeyse sıfır olacağını söyledi.

Arafat, mikroreaktörlerin geleneksel reaktörlere göre daha az personel ve daha az bakım çalışması gerektirdiğini, bunun kısmen yakıtlarının yalnızca beş ila on yıl arasında değiştirilmesi gerektiğinden, hafif su reaktörü için iki yıldan daha kısa sürede değiştirilmesi gerektiğini söylüyor.

Sonra, güvenlik parçası var. Mikroreaktör, sistemlerinin çoğu pasif olarak çalışacak şekilde tasarlanmıştır.

Arafat, CNBC’ye verdiği demeçte, “Yani ısı üretimi, ısı taşıma, ısının uzaklaştırılmasından ısının atılmasına kadar her şey, tüm bu soğutma sıvısı döngüleri, herhangi bir mühendislik sistemi olmadan pasif olarak yapılıyor.”

Ayrıca reaktörün yan tarafı, zırhlı araçlarda kullanılanla aynı malzeme olan bor karbürdür.

Arafat, “Dolayısıyla, insan yapımı veya aşırı hava koşullarının ortaya çıkması durumunda, bu sistemlerin fiili işleyişine veya güvenliğine çok az etkisi olacak veya hiç etkisi olmayacak” dedi.

Idaho Ulusal Laboratuvarı’ndaki Marvel reaktörünün prototipi.

Fotoğrafın izniyle Magdalena Petrova, CNBC

Daha büyük bir bulmacanın kritik bir parçası, ancak her derde deva değil

Süre Steve NesbitSanayi Ticaret Grubu Başkanı, Amerikan Nükleer Derneğimikronükleer reaktörler fikrini ve özellikle MARVEL projesini desteklerken, bunların karbonsuzlaştırma için her derde deva olmayacağı konusunda uyarıyor.

Arafat’a göre bunun nedeni, büyük ölçüde geleneksel hafif su reaktörlerinin yüzlerce megavat enerji üretmesi ve bir mikro reaktörün bir ila beş megavat enerji üretmesidir.

Nesbit, CNBC’ye verdiği demeçte, “Bir gelecekleri olduğunu düşünüyorum, ancak temiz enerji ihtiyaçlarımızı onlarla karşılama yeteneğinin sınırları var” dedi. “Mikroreaktörler, mikro şebekeli uzak durumlar için idealdir, ancak konvansiyonel şebeke için gigawatt ölçeğinde temiz elektrik üretme aracı kadar değil.”

Aynı görüş nükleer inovasyon uzmanı ve profesör tarafından da paylaşılıyor. Alex Gilbert.

Gilbert, CNBC’ye verdiği demeçte, “Şebekeden bağımsız müşterilere, küçük kasabalara ve endüstriyel operasyonlara hizmet etmek amacıyla dağıtılmış enerji kaynaklarıdır.” “Alaska, Kanada, Rusya ve İskandinavya gibi Kuzey Kutbu’nun diğer bölgelerinin yanı sıra erken bir başlangıç ​​pazarı olacak. Dağıtılmış güneş enerjisi ve pilleri tamamlayan mikro şebekelerde kilit rol oynayabilirler.”

Ancak mikroreaktörlerin geliştirilmesiyle ilgili kilit sorunların çoğu, ABD’de büyük ölçekli nükleerlerin geliştirilmesiyle aynı: “Kısa bir tedarik zincirimiz var, maliyetler yüksek ve başlatma tahmin edilemez olacak ve düzenleyici sistem yetersiz. onlarla başa çıkmak için uygun,” dedi Gilbert.

Bununla birlikte, Gilbert, mikroreaktörlerin konuşlandırılması için bu sorunları ele almanın, aynı sorunların “daha büyük gelişmiş reaktörlerin büyük ölçekli olarak piyasaya sürülmesi için” yolunu açmaya yardımcı olabileceğini söyledi.

Arafat, MARVEL projesinin daha büyük bir amacı olduğunu biliyor: On yıllardır ilk kez ABD’de nükleer inovasyonun kaslarını esnetmek. Arafat CNBC’ye verdiği demeçte, “Dolayısıyla yeni reaktörlerin geliştirilmesinden geçen sanat, bilim ve teknoloji de bizim için birçok yönden yeni bir alandır.”

– CNBC’ler Magdalena Petrova bu rapora katkıda bulunmuştur.



Kaynak : https://www.cnbc.com/2022/06/15/inside-the-marvel-micronuclear-reactor-project-at-idaho-national-lab.html

Yorum yapın