Újfajta reaktorral kísérleteznek kutatók, amely minden eddiginél hatékonyabb

Az Idaho National Laboratory nukleáris tudósai áttörést értek el az sóolvadékos reaktorok (Molten Salt Reactor, MSR) területén, ami új lehetőségeket nyit a biztonságosabb és hatékonyabb nukleáris energia előállítására.

A kutatók sikeresen kifejlesztettek egy eljárást, amellyel nagy mennyiségű urán-kloridot állítanak elő, amely az MSR-ek üzemanyagaként szolgál.

Mi teszi különlegessé a sóolvadékos atomreaktorokat?

A sóolvadékos reaktorok az 1950-es években jelentek meg először, és számos előnnyel rendelkeznek a hagyományos nukleáris reaktorokkal szemben. Ezek a szerkezetek magasabb hatásfokkal működnek, illetve kevesebb radioaktív hulladékot termelnek, és extrém hőmérsékleten is képesek üzemelni. Ezenkívül folyékony üzemanyagot használnak, ami biztonságosabb működést tesz lehetővé. Az idahói kutatócsoport olvadék-klorid sót és uránt használ üzemanyagként és hűtőközegként. A csapatnak sikerült az urán alapanyag több mint 90%-át felhasználható üzemanyagsóvá alakítani, ami óriási előrelépésnek számít, írja a The Cooldown.

Egy folyékony sóolvadékos kísérleti reaktor felülről. ORNL/Wikimedia

Konyhai metaforák a tudomány népszerűsítéséért

A bonyolult nukleáris folyamatok megértésének elősegítése érdekében a kutatók konyhai metaforákat használtak a kommunikáció során. Bill Phillips, a projekt műszaki vezetője megosztotta, hogy „különböző ételek neveivel és a konyhában használatos kifejezésekkel kísérleteztünk, hogy segítsük a folyamatok kommunikációját – mint például piskótasütés vagy a kőleves”.

„Olyan, mintha tortát sütnénk.” A legfontosabb kihívás a hatékonyság volt. A fémurán alapanyag több mint 90%-át kell felhasználható üzemanyagsóvá alakítani. Phillips szerint „Soha senki nem állított még elő ekkora mennyiségű urán-kloridot, ráadásul az eljárást a semmiből kellett kifejlesztenünk.” A projekt még 2020-ban kezdődött, amikor Phillips és csapata az idahói nemzeti laboratóriumban megkezdte a sószintézishez szükséges eljárás és berendezések kifejlesztését.

Az egyetem közleményében Nick Smith, az MCRE, vagyis a klórolvadékos kísérleti reaktor projektigazgatója elmondta, hogy egyáltalán nem volt könnyű dolguk. „Kezdetben túl sokat pazaroltunk a rendelkezésünkre álló uránfémből, és nem tudtunk volna elég üzemanyagsót előállítani ahhoz, hogy a reaktor kritikus állapotba kerüljön. Évekig tartó kísérletezés és felülvizsgálat után végül megtaláltuk a megfelelő eljárást a tökéletes hozam eléréséhez. Különleges kitartás kell ahhoz, hogy tovább dolgozzunk a problémán, amikor nincs garancia arra, hogy megtaláljuk a megoldást.”

Vajon ez a technológia tényleg megváltoztathatja a bolygó alakulását?

A kutatók mostanra eljutottak oda, hogy a korábbi néhány uncia helyett már több mint 5,4 kilogrammnyi üzemanyagot tudnak előállítani egyetlen adagban. A tervek szerint idén őszig öt adagot készítenek, és 2028-ra a reaktor működőképes lesz. Az atlantai Southern Company és a Bill Gates tulajdonában lévő, Washington állambeli TerraPower is részt vesz egy ilyen típusú reaktor építésében.

Bár a nukleáris energia jelenleg a világ villamosenergia-termelésének mintegy 10%-át adja, a megújuló energiaforrások, mint a nap- és szélenergia, egyre versenyképesebbek. Amory Lovins fizikus szerint a nap- és szélenergia a legolcsóbb módja az energiatermelésnek, mivel a nukleáris energia költségei egyre nőnek. Mindazonáltal a sóolvadékos reaktorok kutatása ígéretes eredményeket mutat, és a jövőben fontos szerepet játszhat a tiszta energia előállításában. Jacob Yingling kutató szerint “arra vagyunk motiválva, hogy az olvadék-klorid reaktorok olyat tudnak, amire más energiatechnológiák nem képesek”.

Érdemes elolvasni:

• Ez történne, ha a Föld összes vulkánja egyszerre törne ki
• Egy kutatócsoport szerint egy, a húrelméletet alátámasztó bizonyítékot figyeltek meg
• Magyar kutatók segítségével tettek meglepő felfedezést a földi élet fejlődésével kapcsolatban