Am 28. August erhielt das amerikanische Unternehmen NuScale Power von der US Nuclear Regulatory Commission die Genehmigung für den Entwurf des ersten kleinen modularen Reaktors. Das aktuelle Modell ist für 50 Megawatt Energie ausgelegt, und bereits 2022 wird ein Antrag für einen 60-Megawatt-Reaktor geprüft.
Startup NuScale Power fordert die Aufgabe großer Reaktoren, die Grundlage moderner Kernkraftwerke. Stattdessen bieten Entwickler kleine modulare Reaktoren an, die in einer Fabrik hergestellt und dann zum Standort eines Kraftwerks transportiert werden können. Ein typisches Kernkraftwerk dieses Typs wird aus 12 kleinen Reaktoren bestehen. Laut den Entwicklern sind kleine Reaktoren viel sicherer als herkömmliche. Darüber hinaus können sie in Kleinstädten, Industrieanlagen und U-Booten eingesetzt werden.
Jedes moderne Kernkraftwerk ist nicht nur Reaktoren, ein Kraftwerk, sondern auch die entsprechende Infrastruktur: Geschäfte und Produktionsanlagen, die das Kraftwerk bedienen. Die Gesamtzahl der KKW-Mitarbeiter erreicht 1000 Personen. Wenn es auf dem Gebiet der Station auch einen Komplex für die Verarbeitung radioaktiver Abfälle, ein Lager für abgebrannte Brennelemente usw. gibt, kann das Personal größer sein.
Die Nachteile großer KKW-Anlagen sind die hohen Kosten für Bau und Wartung, die Unfähigkeit, Änderungen am Design umgehend vorzunehmen, die Komplexität des Betriebs und der technische Support. Mini-Reaktoren können einen Unterschied zum Besseren machen.
Der NuScale Power-Reaktor ist ein 23 Meter hoher und 5 Meter breiter Stahlzylinder. Im Inneren befinden sich Uranbrennstäbe, die eine Kernkettenreaktion verwenden, um das Wasser im internen Kreislauf zu erwärmen. Das erwärmte Wasser überträgt die Temperatur über einen Wärmetauscher auf den externen Dampfkreislauf. Der Dampf treibt eine Turbine an, die Strom erzeugt. Während des Betriebs kühlt sich der Dampf ab und die Wassertropfen fallen in den internen Kreislauf zurück.
Der kleine Reaktor ist mit einem passiven Kühlsystem ausgestattet. Das heiße Wasser steigt durch die Wärmeaustauschspulen auf, kühlt ab und sinkt zurück zu den Brennstäben. Dieser Ansatz bewahrte die Auslegung des Reaktors vor Pumpen und zusätzlichen beweglichen Elementen, die ausfallen könnten.
Im Notfall übertönt der Reaktor selbst die Kernreaktion mit den Steuerstäben. Der Austausch von Neutronen stoppt und die nukleare Kettenreaktion stoppt. Wenn die Stromversorgung plötzlich unterbrochen wird, werden die Steuerstäbe automatisch durch die Schwerkraft ausgelöst.
Um die Sicherheit zu verbessern, werden kleine modulare Reaktoren in speziellen Kühlbecken installiert, die in KKW-Gebäuden unter der Erde platziert werden sollen. Im Notfall kühlen die Pools die Reaktoren ab und entziehen überschüssige Wärme. Da die Größe der Reaktoren gering ist, muss weniger Wärme abgeführt werden als in einem großen Reaktor. Die Entwickler glauben, dass ihre Produkte nicht mehr als 1/8 der Wärmemenge von Standardreaktoren erzeugen werden.
Das Unternehmen sagte: Der Antrag für den Entwurf eines kleinen modularen Reaktors wurde am 31. Dezember 2016 bei der US Nuclear Regulatory Commission eingereicht, was wahr ist . Die eigentliche Prüfung des Dokuments begann im März 2017. Die Regulierungsbehörde musste sendenüber 2 Millionen Seiten Dokumentation. Der nächste Schritt nach Erhalt der behördlichen Genehmigung besteht darin, eine kombinierte Lizenz für den Bau und Betrieb eines Kernkraftwerks anzufordern.
Und hier kann ein Problem auftreten. Tatsache ist, dass eine Expertengruppe im Beirat für Reaktorsicherheit der US Nuclear Regulatory Commission ein potenzielles Problem bei den NuScale Power-Reaktoren entdeckt hat. Zum Abkühlen wird dem Wasser Bor zugesetzt, das Neutronen absorbiert. Während des Übergangs in den dampfförmigen Zustand nimmt die Konzentration der Substanz jedoch signifikant ab. Wenn borarmes Kondensat in den Kern gelangt, kann es eine Beschleunigung der Kernreaktion hervorrufen. Darüber hinaus betrachteten Experten das schwache Glied im Dampferzeuger im Reaktorbehälter. Laut Wissenschaftlern kann der Mechanismus gefährlichen Vibrationen ausgesetzt sein, die die Struktur des Dampferzeugers zerstören können.
Trotzdem können diese Probleme gelöst werden, und NuScale Power hat bereits seinen ersten kommerziellen Kunden. Das Utah Associated Municipal Power System ist bereit, im Idaho National Laboratory ein Kernkraftwerk mit NuScale Power-Reaktoren zu bauen. Das 6,1-Milliarden-Dollar-Projekt umfasst 12 kleine modulare Reaktoren und soll 2030 abgeschlossen sein. Ein 13 Hektar großes Gelände wurde für den Bau vorbereitet.
