همه چیز در مورد راکتورهای کوچک هسته ای

انرژی هسته ای موضوعی حساس است که نظرات راجع به آن متفاوت است. بسیاری اعتقاد دارند این انرژی ناپاک، مساله دار و پر هزینه است و فاجعه ی سال 2011 فوکوشیما به جهانیان ثابت کرد چقدر نیروگاه های هسته ای می توانند نا امن باشند. ذوب هسته ی مرکزی نیروگاه فوکوشیما بدترین فاجعه ی هسته ای پس از فاجعه ی چرنوبیل اوکراین در 25 سال پیش از آن بود.

از سوی دیگر هنوز هم بشر نیاز به انرژی هسته ای دارد. بعنوان نمونه انرژی هسته ای وابستگی بریتانیای کبیر به سوختهای فسیلی نظیر گاز، ذغال سنگ و نفت که منابع محدودی دارند را کاهش داده است. ضمناً انرژی هسته ای منبع قابل اتکاتری می باشد زیرا در مقام مقایسه با میزان مصرف سوختهای کربنی مقدار انرژی هسته ای تولید شده بسیار بیشتر خواهد بود که نتیجتاً تولید انرژی با هزینه ی کمتری محقق شده و هدر روی کمتری هم خواهیم داشت.

جرج آزبورن خزانه دار بریتانیا می خواهد کشورش رهبر جهانی فن آوریهای پیشرو هسته ای گردد. بخشی از این برنامه مستلزم صرف 250 میلیون پوند در بخش تحقیق و توسعه است تا بتواند در عرصه ی توسعه ی رآکتورهای کوچک ماژولار (SMR) سرآمد باشد.

اخیراً آزبورن بودجه ای را صرف برگزاری مناقصه ای برای پر ارزشترین طراحی در بخش رآکتورهای کوچک ماژولار در سطح کشور نموده است. دولت هم خبر از انتشار نقشه ی راهی برای تحویل رآکتورهای کوچک ماژولار در همین سال داده و برای تولید مهارتهای پیشرفته ی هسته ای حداقل 30 میلیون پوند را اختصاص خواهد داد.

تمام اینها راه را برای ساخت یکی از نخستین رآکتورهای کوچک ماژولار دنیا در بریتانیا و در سالهای دهه ی 2020 هموار خواهد ساخت.

با توجه به بودجه ی اختصاص داده شده مشخص است SMR برای دولت اهمیت زیادی دارد و دلیل این امر هم آن است که متخصصان اعلام کرده اند رآکتورهای کوچک هسته ای میتوانند آینده ی دنیای مصرف کم سوختهای کربنی باشند.

راکتور کوچک هسته ای چیست؟

راکتورهای کوچک ماژولار در واقع همان کوچک شده ی رآکتورهای بزرگ هسته ای معمولی هستند. سازمان بین المللی انرژی اتمی رآکتورهایی که تا 300 مگاوات برق تولید می کنند را در دسته ی رآکتورهای کوچک جای داده است.این انرژی برای راه اندازی 428000 ماشین لباسشویی 700 واتی کافیست. در مقایسه رآکتورهای بزرگ حدود 1000 مگاوات برق تولید می کنند که بیش از سه برابر مقدار تولید شده در رآکتورهای کوچک است.

هر فرد در بریتانیا سالیانه بطور متوسط 226 وات برق مصرف می کند و یک رآکتور کوچک ماژولار میتواند برای حدود یک میلیون نفر برقی معادل 226 وات تامین نماید.

در مقایسه بزرگترین توربین بادی نصب شده در دانمارک که عموماً با 26 درصد توان تولیدش کار می کند برای 9203 نفر برق تولید می کند که اختلافی بزرگ را با SMR نشان می دهد.

آیا رآکتورهای هسته ای بزرگ به تاریخ می پیوندند؟

از طرفی قرار است نیروگاه هسته ای عظیمی در نقطه ی C هینکلی در دهه ی آینده ساخته شود که ظرفیت 3200 مگا واتی خواهد داشت. این نیروگاه توان تامین نیرو برای 14 میلیون نفر را خواهد داشت یعنی بیش از ده برابر یک رآکتور کوچک ماژولار. اما مزیت SMR یکی راحتی نصب و راه اندازی است و یکی در دسترس بودن برای کشورهای کوچکتر.

شاید مزیت اصلی SMR در مقایسه با رآکتورهای بزرگ کم هزینگی باشد. هزینه ی راه اندازی این رآکتورها بسیار کم است و این امری جذاب و کم مخاطره برای سرمایه گذاران محسوب می شود.

دیگر مزیت رآکتورهای کوچک به بزرگ این است که بیشتر کشورها تجهیزاتی دارند که بارهای کوچکتری را تحمل می کنند و شبکه ی برق سراسریشان نمیتواند توان تحمل بارهای بزرگ نیروگاه های بزرگ را داشته باشد و در صورت وجود نیروگاه های بزرگ شبکه ی سراسری برق از کار می افتد. نتیجتاً SMR ها برای چنین کشورهایی بسیار مناسبند.

طراحی ماژولار SMR ها به معنای آن است که می توان کل رآکتور را در یک کارخانه ساخته و سرهم کرد و به راحتی نسبی آنها را به محل اصلی منتقل نمود. اینکار برای مکانهای صعب العبور که ممکن است امکانات کارخانه ای مناسبی نداشته باشند بسیار مطلوب است.

SMR ها امنیت بالایی هم دارند از جمله خنک شدن طبیعی از طریق سازوکاری زیرزمینی که حتی بدون وجود برق هم می تواند به کار خود ادامه دهد زیرا سیستم اصلی خنک کننده از جریان طبیعی هوا استفاده کرده و بدون هیچگونه پمپی کار می کند. این امر رآکتورهای کوچک را در برابر ذوب هسته (اتفاق ناخوشایندی که در سال 2011 بدلیل بروز سونامی در ژاپن رخ داد) مصون می سازد.

همچنین مزیت دیگر این  است که می توان از زیر زمین محل رآکتور را مشخص ساخت که این مورد از دید امنیتی و حفاظتی در مواردی چون بادهای شدید بسار سودمند است.

ایرادهای راکتورهای کوچک چیست؟

ایراد اصلی افزایش هزینه ی ادامه ی کار رآکتور است. هر کیلو وات ساعت برق تولید شده در رآکتورهای کوچک بین 15 تا 70 درصد بیش از هزینه ی تولید یک کیلو وات ساعت برق در رآکتورهای بزرگ هزینه دارد زیرا مقیاس کار در این رآکتورها کوچکتر است. در نتیجه در صورت ثابت نگاه داشتن هزینه ها برق خروجی کاهش می یابد.

البته مردم هم ترسی عمومی نسبت به رآکتورهای هسته ای و زباله های اتمی دارند که به این دلیل فروش SMR ها با مشکل روبرو می شود. هرچند در برخی طراحی ها برای کاهش تولید زباله امکانات تغذیه ی مجدد با زباله ها را در سیستم تعبیه کرده اند.

در حال حاضر تعدادی SMR در سراسر دنیا و از جمله چین و هند مشغول کارند. در عین حال تعدادی دیگر هم هستند که در مراحل مختلف تکمیل هستند. از جمله در روسیه رآکتورهای هسته ای کوچکی با توان 35 مگا وات با نام KLT 40 در حال ساخت هستند و در بریتانیا هم رآکتور نمک-محوری به انم مولتن در حال تکمیل می باشد.

مناقصه ی مربوط به SMR ها گامی بزرگ در عملیاتی کردن کار می باشد. زمانی که بودجه ی مصوب به طرح انتخاب شده تخصیص یافت تنها ساخت رآکتور باقی خواهد ماند که مساله ی کوچکی است. بنابراین با وجود آنکه بریتانیا یک قدم به استفاده از SMR ها نزدیکتر شده هنوز مدتی باید بگذرد تا استفاده از این رآکتورهای  کوچک در سراسر کشور معمول شود.

منبع: Iflscience