Az atomenergia egyik „Szent Grálja”

Ma már a felelősen gondolkodó és kizárólag csak az emberek és a bolygó jövőjét szem előtt tartó szakemberek, szervezetek és politikusok egyöntetűen kiállnak amellett, hogy a globális klímavédelmi célok eléréséhez az atomenergia és a megújuló energiaforrások minél nagyobb arányú alkalmazása mellett a fosszilis, különösen a szénerőművi részarány radikális csökkentése szükséges az áramtermelésben. A klímabarát technológiák közül kizárólag nagy mennyiségben, éjjel-nappal és télen-nyáron gazdaságosan villamos energiát kizárólag csak az atomerőművek tudnak termelni. A globális atomenergia jövőképe egyben sorskérdés az emberiség számára.

Az atomenergia társadalmi megítélése és elfogadottsága szempontjából kulcskérdés a keletkező radioaktív hulladékok, különösen a kiégett nukleáris üzemanyagok kezelésének megnyugtató és biztonságos kezelése. A nukleáris szakemberek az atomerőművek kiégett üzemanyagát nem „eltemetendő veszélyes hulladéknak", hanem olyan potenciális alapanyagnak tekintik, ami az új típusú reaktorokban – megfelelő feldolgozást követően – felhasználható lesz üzemanyagként.

A BN-800 típusú gyorsneutronos blokk Forrás: Roszenergoatom

Oroszországban a szakemberek már hosszú évtizedek óta a nukleáris üzemanyagciklus zárásán dolgoznak. A kiégett üzemanyag-kazettákból high-tech technológiák alkalmazásával kinyerik a még felhasználható izotópokat, azokat feldolgozzák, és újfajta üzemanyagot készítenek belőle. A nukleáris üzemanyagciklus zárásához alapvető fontosságú a gyorsneutronos technológiák alkalmazása, ami hatalmas mérföldkövet jelent az atomipar globális jövőjét illetően. E technológia környezetvédelmi szempontból ugyanis rendkívül fontos, hiszen lehetővé teszi a termikus neutronokkal üzemelő, „hagyományos" atomerőművek, mint például a paksi atomerőmű kiégett üzemanyagának újrahasznosítását, ennek köszönhetően nagymértékben csökkenti a végleges elhelyezésre váró nagy aktivitású hulladék mennyiségét.

A lényeg: a jövő globális atomenergetikai infrastruktúrája lehetőséget biztosít az egységnyi természetes urán szinte teljes mértékű felhasználására, ötvenszeresére növelve a földi uránkészletekből kinyerhető energia mennyiségét. Ez azt jelenti, hogy a Föld uránkészletei több ezer évre elegendőek.

A gyorsneutronos technológiák alkalmazása terén Oroszország világelső, hiszen ez az egyetlen olyan ország, amely rendelkezik e kétpólusú atomenergia-rendszer bevezetéséhez és az üzemanyagciklus zárásához szükséges összes technológiával, valamint több évtizedes üzemeltetési tapasztalattal, építésekkel és fejlesztésekkel. Ez alapozza meg Oroszország ambiciózus és hosszú távú terveit. Ennek érdekében új termelőkapacitásokat hoznak létre a kiégett fűtőelemek feldolgozására, valamint új, kevert urán-plutónium üzemanyagot (MOX-üzemanyag) is gyártanak.

Jelenleg Oroszország az egyetlen, ahol működő gyorsneutronos kereskedelmi blokkok termelik az áramot. A belojarszki atomerőműben már 1980 óta működik a BN-600 típusú gyorsneutronos blokk. Továbbá ezen a telephelyen állt üzembe 2016. október végén a világ legnagyobb kereskedelmi üzemben lévő gyorsneutronos blokkjaként a 3+ generációs technológiát alkalmazó BN-800 típusú egység is. Jelenleg a reaktor már 18, tisztán MOX-üzemanyag-kazettával üzemel.

Az új MOX-üzemanyag Forrás: TVEL

Július végére a Roszatom üzemanyaggyártó vállalata, a TVEL már legyártotta a gyorsneutronos reaktor számára az első, az aktív zóna teljes cseréjéhez szükséges 169 darab új MOX-üzemanyag-kazettát, amelyeket az év végéig szállítanak le a belojarszki telephelyre. 2021 januárjában további új üzemanyagot fognak berakni, 2022 elejére pedig a Roszatom a gyorsneutronos reaktor aktív zónájában a még meglévő uránalapú üzemanyagot is teljes egészében MOX-üzemanyagra fogja cserélni. Az orosz atomipar történetében ily módon először fognak alkalmazni gyorsneutronos reaktorban kizárólagosan MOX-üzemanyagot.

A következő lépés a piacképes, immár sorozatgyártásra tervezett, BN-1200 típusú, 60 éves üzemidővel rendelkező gyorsneutronos blokk lesz, amelyet már külföldi partnereinek is ajánlani tud majd az orosz fél. Ez a blokk a jövőben lehetővé teszi a kétpólusú atomenergia-rendszert és az üzemanyagciklus zárását.

Szakmai szemmel igazi áttörésként értékelhető az is, hogy a TVEL-hez tartozó szeverszki Szibériai Vegyi Kombinátban megkezdődött a fő technológiai berendezések beszerelése a nukleáris üzemanyagciklus zárását célzó Kísérleti Demonstrációs Energetikai Komplexum üzemanyaggyártó és -újrafeldolgozó egységében.

A BRESZT-OD-300 típusú gyorsneutronos blokk látványterve:

A projekt a Roszatom Proriv (Áttörés) elnevezésű programjának keretében valósul meg, amely három technológiai létesítményt fog össze. E létesítmények együttes működésével egy helyszínen jön létre a zárt nukleáris üzemanyagciklus.

A telephelyen a világ első gyorsneutronos, BRESZT-OD-300 típusú, ólomhűtésű 300 MW teljesítményű gyorsneutronos blokk építésének előkészületei zajlanak. A létesítményt egy, a kiégett üzemanyag újrafeldolgozására szolgáló modul, valamint egy kevert urán-plutónium (nitrid) üzemanyagot előállító egység alkotja. Az itt készülő üzemanyaggal működik majd a reaktor. Mindezek az orosz atomenergia-iparban történő innovatív fejlesztések és technológiák teljes mértékben megfelelnek az ENSZ fenntartható fejlődésre vonatkozó, „Felelős fogyasztás és termelés" célkitűzésének.

Oroszországban ráadásul folyamatban van egy többfunkciós, nátriumhűtésű gyorsneutronos kutatóreaktor (MBIR – multipurpose sodium-cooled fast neutron research reactor) építése is. Megépítését követően az MBIR lesz a világ legnagyobb és legkorszerűbb gyorsneutronos kutatóreaktora, amely a gyorsneutronos technológia elsőbbségét fogja biztosítani nemcsak Oroszországban, hanem a világban is. Ez pedig jelentősen kibővíti majd a nukleáris ipar kísérleti képességeit, ily módon igazolva a gyorsneutronos technológia globális szintű létjogosultságát.

A gyorsneutronok hazája (2018-as videó):

Mindez bizonyítja, hogy a jövőbe mutató gyorsneutronos és MOX-technológia, a nukleáris üzemanyagciklus zárása már nemcsak a tervasztalon és papíron létezik, hanem – az atomenergetikai ipar mércéjével mérve – ez már a holnap technológiája, egy valós, reális perspektíva az atomerőművek hosszú távú jövője és a globális klímavédelmi célok elérésének érdekében. Úgy is fogalmazhatunk, hogy az atomenergetika egyik „Szent Grálja" hamarosan elérhetővé válik.

Hárfás Zsolt
atomenergetikai szakértő
az atombiztos.blogstar.hu oldal szerzője