Pierwsza polska elektrownia jądrowa ma zostać uruchomiona w 2035 roku w Choczewie (woj. pomorskie). Jednak możliwe, że znacznie wcześniej zacznie funkcjonować polski reaktor jądrowy HTGR-POLA. Projekt tego innowacyjnego urządzenia opracowuje mgr inż. Grzegorz Mrugała, doktorant Politechniki Lubelskiej, który należy do zespołu Narodowego Centrum Badań Jądrowych.
Planowany reaktor cechować się będzie wyjątkowym poziomem bezpieczeństwa, pozwalającym na jego instalację nawet w centrach miast. Dzięki modułowej konstrukcji będzie można go produkować w polskich zakładach i transportować w całości do miejsc docelowych. Prace nad projektem są już bardzo zaawansowane.
Współcześnie większość elektrowni jądrowych na świecie wykorzystuje reaktory wodne, w których paliwem jest uran. Proces jego rozszczepiania generuje ciepło nawet po wyłączeniu reaktora, co wymaga ciągłego chłodzenia, także w przypadku utraty zasilania.
Projekt, nad którym pracuje doktorant Politechniki Lubelskiej jest inny. Po pierwsze dlatego, że do chłodzenia reaktora wykorzystywany jest gaz (w tym przypadku hel). Po drugie dlatego, że zmienia się sposób podawania paliwa do reaktora. Nie będą to już paliwowe pręty, a dobrze izolowane niewielkie kulki w grafitowych blokach. Tego typu rozwiązania powodują unikalną zdolność do odprowadzenia ciepła powyłączeniowego. Dzięki temu, nawet przy braku chłodzenia, reaktor po osiągnięciu temperatury ok. 1100 stopni Celsjusza wygasza się naturalnie i nie dochodzi do stopienia rdzenia.
– „Zwiększa to znacznie bezpieczeństwo. W przypadku najbardziej popularnych reaktorów wodnych, teren wokół elektrowni nie może być zabudowany. Potrzebne jest wyznaczenie obszaru ograniczonego użytkowania. W przypadku reaktorów chłodzonych gazem takiej strefy praktycznie nie ma. Z naszych obliczeń wynika, że reaktor HGTR można stawiać nawet w centrum miasta, ponieważ obszar jego oddziaływania kończy się na ogrodzeniu” – opowiada Grzegorz Mrugała.
Innowacyjne są też niewielkie rozmiary. Najważniejsze elementy wyposażenia budynku reaktora mają średnicę maksymalnie 7 metrów. Umożliwia to transport, co oznacza, że możliwe jest produkowanie reaktora w Polsce i eksportowanie gotowego produktu.
Ten innowacyjny obiekt jądrowy może wykorzystywać ciepło do produkcji prądu elektrycznego. Jego największym atutem jest jednak możliwość wyprodukowania gorącej pary, która ma temperaturę 565 stopni Celsjusza, co pozwala na szerokie zastosowania w przemyśle.
Reaktory jądrowe, które znamy pracują w sieci elektroenergetycznej z pełną mocą i istnieje tylko niewielka możliwość jej regulacji (20-30 proc.). W przypadku obiektu jądrowego HTGR-POLA możliwe jest sterowanie mocą w przedziale od 25 do 100 proc. z bardzo szybką możliwością zmiany tego poziomu.
Polsko-japoński wysokotemperaturowy reaktor badawczo-demonstracyjny HTGR-POLA jest już na wysokim poziomie gotowości technologicznej, obejmującej projekt podstawowy wraz ze znaczną częścią Wstępnego Raportu Bezpieczeństwa (WRB), niezbędnego do jego licencjonowania i dalszych prac projektowych, a następnie rozpoczęcia budowy i uruchomienia.
– „Polska jest właścicielem 50 procent praw intelektualnych projektu podstawowego HTGR-POLA. Istotną częścią projektu są między innymi badania materiałowe, które trwają nawet 10 lat. Dlatego, żeby przyspieszyć prace projektowe wykorzystaliśmy strategiczne partnerstwo pomiędzy NCBJ a Japońską Agencją Energii Atomowej. Naszym wzorcem był japoński reaktor testowy HTTR” – opowiada doktorant Politechniki Lubelskiej.
Projekt mgr. inż. Grzegorza Mrugały „Niezawodność systemów ważnych dla bezpieczeństwa wysokotemperaturowych reaktorów jądrowych” zdobył 2. miejsce w Ogólnopolskim Konkursie Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego, uzyskując maksymalną liczbę punktów. Doktorat będzie realizowany w ścisłej współpracy z NCBJ w Świerku. Promotorem pomocniczym z ramienia NCBJ będzie dr inż. Karol Kowal, również absolwent studiów doktoranckich Politechniki Lubelskiej.
W artykule wykorzystano materiały Politechniki Lubelskiej.