HTR - wysokotemperaturowy reaktor jądrowy przyjazny środowisku. Jerzy Cetnar AGH

Transkrypt

1 HTR - wysokotemperaturowy reaktor jądrowy przyjazny środowisku Jerzy Cetnar AGH

2 Rodzaje odziaływań rekatorów jądrowych na środowisko człowieka Bezpośrednie Zagrożenia w czasie eksploatacji Zagrożeniezwiązane z przerobempaliwa Zagrożenia związane ze składowaniem paliwa Zagrożenia dywersji Pośrednie Redukcja zagrożeń z przestarzałych systemów energetycznych Powstanie efektu synergii

3 Programy rozwoju HTGR na świecie USA General Atomics, MIT Japonia 40MWTh HTTR (start 1999) Chiny: HTR-10 (10MWth start 2000) komercjalizacja 2010/2011 RPA 400 MWth Pebble Bed (budowa od 2007) firma ESCOM plany komercjalizacji na rynki międzynarodowe : 1,9 centa/kwh Europa AREVA Francja program badawczy

4 Historia Technical data of the power (normal text) and research (italics text) high temperature gas reactors A. Talamo, W. Gudowski / Annals of Nuclear Energy 32 (2005)

5 efektywny i wszechstronny Wbudowane pasywne bezpieczeństwo: ceramiczna bariera niska gęstość mocy Wysokie wypalenie paliwa Odporność proliferacyjna Wysoka temperatura 950C 1200C Wysoki współczynnik konwersji paliwa Małe odpady Konkurencyjnośc: 1000$ /kwe 3centy/kWh 1,5 $/kg H2

6 Cechy MHR: paliwo w ceramicznej osłonie TRISO Grafitowy moderator, transparentne chłodziwo -He

7 Paliwo TRISO umożliwia: wysoką temperaturę pracy dobre wykorzystanie paliwa, minimalizację odpadów Cząsteczki paliwa TRISO: Wiele bardzo odpornych warstw Mało paliwa; całkowicie odseparowane Odpowiednik zbiornika ciśnieniowego 1000 atm

8 Pasywne bezpieczeństwo Brak konieczności aktywnych systemów

9 Final waste form: Preliminary indications point to excellent behavior Paliwo w formie doskonałej do składowania geologicznego (low failure rate) of TRISO fuel for geological storage Poziom degradacji wypalonego paliwa TRISO w czasie składowania

10 Uwalnianie gazowych produktów rozszczepienia (wyniki testów w reaktorze AVR)

11 Zachowanie integralności TRISO TRISO-coated particles can retain their integrity even as complete nawetburnup w skrajnych of the enclosed poziomach fuel is achieved wypalenia Pu Oxide Th -Pu Oxide 747,000 MW-days/ton >95% 239 Pu & >65% all Pu Transmuted 183,000 MW-days/ton >95% 239 Pu Transmuted Plutonium-fueled TRISO particles have achieved extremely high burnup (transmutation) levels in Peach Bottom I HTGR

12

13

14

15 Jądrowa Fabryka Wodoru Reaktor HTGR Siarkowy proces elektrolizy -Westinghouse Reaktor fabryka wodoru odległość 400 metrów Przesył w niskiej temperaturze H2SO4, SO2 Pojedynczy przekaz ciepła

16 Schemat wykorzystania energii jądrowej do do upłynniania węgla

17 Szacunkowe koszty syntetycznego paliwa (General Atomics) Obecne koszt benzyny w USA z ropy > 2.0 USD/gallon

18 Emisja CO2 dla różnych systemów produkcji paliw General Atomics (USA)

19 Wizja synergii węlowo-jądrowej Zeroemisyjnaprodukcjasyntetycznychpaliwpłynnych w synergii węglaz energią jądrową Zwiększenie rynku węglaorazpoprawaopłacalności gospodarki węglowejdziękisynergicznemu wprowadzeniu nowejtechnologii Ekonomicznewprowadzenietechnologii czystego węgla do energetyki węglowejorazredukcjaemisji CO2 (w dłuższejperspektywienaweteliminacja) RZADKI W HISTORII PRZYPADEK GDY NOWA TECHNOLOGIA WSPIERA STARĄ DLA OBOPULNEJ KORZYŚCI

20 Cechy HTR wpływające na środowisko Możliwe bardzo głębokie wypalenie paliwa Lepsza gospodarka paliwowa Mniej odpadu promieniotwórczego generowanego na jednostkę energii Możliwość wykorzystania cyklu torowego -(mniejsza radiotoksyczność odpadów >100 krotnie) Bardzo odporna bariera przeciw migracji materiału promieniotwórczego w czasie eksploatacji oraz składowania Bliskie zeru ryzyko dywersji Możliwe wykorzystanie do jądrowej fabryki wodoru i tlenu Możliwe wykorzystanie synergii jądrowo- węglowej do bezemisyjnej produkcji paliw syntetycznych z węgla