Małe reaktory modułowe (SMR)

Małe reaktory modułowe (Small Modular Reactors – SMR) to zaawansowane reaktory jądrowe o mocy do 300 MW(e), co stanowi około jednej trzeciej mocy wytwórczej tradycyjnych reaktorów jądrowych. SMR, reaktory, które mogą wytwarzać duże ilości niskoemisyjnej energii elektrycznej, są: małe (small) – mniejszej mocy od tradycyjnych reaktorów energetycznych oraz modułowe – umożliwiające fabryczny montaż systemów i komponentów oraz transport jako całość do miejsca instalacji.

Cechy charakterystyczne

Małe reaktory jądrowe przyciągają uwagę jako jedna z możliwości uzupełnienia mocy w krajowych systemach elektroenergetycznych. Ze względu na swoje małe rozmiary i niedużą moc – 300 MWe lub mniej (w porównaniu do typowej elektrowni jądrowej, której moc może wynosić 1000 MWe i więcej), mają wiele przydatnych zastosowań. Przede wszystkim mogą być budowane w lokalizacjach położonych daleko od sieci przesyłowej, co jest bardzo istotne dla takich krajów jak USA czy Rosja, ale także mogą stanowić lokalne źródła ciepła dla przemysłu, miejskich sieci ciepłowniczych czy odsalania wody morskiej. Reaktory te są „modułowe”, co oznacza, że ​​mogą być produkowane w całości w fabryce, a następnie dostarczane i instalowane na miejscu w modułach. Stąd też nazywamy je „małe reaktory modułowe” – SMR, z ang. Small Modular Reactor. SMR oferują oszczędność kosztów i czasu budowy,  można je wdrażać stopniowo, aby sprostać rosnącemu zapotrzebowaniu na energię.

Bezpieczeństwo

W porównaniu z istniejącymi reaktorami, proponowane projekty SMR są ogólnie prostsze, a koncepcja bezpieczeństwa SMR często opiera się bardziej na systemach pasywnych i cechach reaktora, takich jak niska moc i ciśnienie robocze. Oznacza to, że w sytuacjach awaryjnych do wyłączenia reaktora nie jest wymagana interwencja człowieka ani zewnętrzne zasilanie, ponieważ pasywne systemy bezpieczeństwa opierają się na zjawiskach fizycznych, takich jak cyrkulacja naturalna, konwekcja, czy grawitacja. Zwiększone marginesy bezpieczeństwa eliminują lub znacznie obniżają możliwość niebezpiecznych emisji izotopów promieniotwórczych do środowiska w wypadku awarii.

SMR mają zmniejszone wymagania paliwowe. Elektrownie oparte na SMR mogą wymagać rzadszej wymiany paliwa, co 3 do 7 lat, w porównaniu do 1 do 2 lat w przypadku konwencjonalnych elektrowni. Niektóre SMR są zaprojektowane tak, aby działały do ​​30 lat bez załadunku świeżego paliwa.

Status

Zarówno instytucje publiczne, jak i prywatne aktywnie uczestniczą w wysiłkach mających na celu wdrożenie technologii SMR jeszcze w tej dekadzie. Rosyjski Akademik Łomonosow, pierwsza na świecie pływająca elektrownia jądrowa, która rozpoczęła komercyjną działalność w maju 2020 r., produkuje energię z dwóch SMR-ów o mocy 35 MWe. Inne SMR są w trakcie budowy lub na etapie licencjonowania w Argentynie, Kanadzie, Chinach, Rosji, Korei Południowej i Stanach Zjednoczonych.

Ponad 70 komercyjnych projektów SMR opracowywanych na całym świecie ma na celu różne zastosowania, takie jak produkcja elektryczności, hybrydowe systemy energetyczne, ogrzewanie, odsalanie wody czy produkcję pary do zastosowań przemysłowych. Chociaż SMR mają niższy początkowy koszt kapitałowy na jednostkę zainstalowanej mocy, ich konkurencyjność ekonomiczna nadal musi zostać udowodniona w praktyce po ich wdrożeniu.

Potencjał reaktorów SMR

• Możliwość instalacji kolejnych identycznych bloków w jednej lokalizacji znacznie obniża obciążenie finansowe inwestycji, a także umożliwia dopasowanie do bieżącego lokalnego popytu na energię;
• Idealne dla państw posiadających nieduże sieci energetyczne i niewielkie doświadczenie we wdrażaniu energetyki jądrowej;
• Rozmiary obiektu, prostota, kompaktowość i integralność konstrukcji oraz wykorzystywanie pasywnych systemów bezpieczeństwa pozwoli na ograniczenie stosowania skomplikowanych i zwielokrotnionych układów bezpieczeństwa;
• Ekonomika serii produkcyjnej pozwoli na dalszą redukcję kosztów wytwarzania;
• Możliwość umieszczenia bloku jądrowego pod powierzchnią ziemi lub pod wodą zwiększa jego odporność na zagrożenia naturalne (trzęsienia ziemi, tsunami) oraz zewnętrzne (upadek samolotu, terroryzm, nieproliferacja);
• Mniejsze wymagania w zakresie dostępu do wody chłodzącej umożliwiają rozmieszczanie obiektów blisko potencjalnego odbiorcy, nie tylko na wybrzeżu, ale także w głębi lądu, w rejonach odległych i niedostępnych do zasilania w energię lub do różnych projektów wydobywczych (kopalń, szybów gazowych i naftowych);
• Różnorodność technologii i uzyskiwane temperatury czynnika chłodzącego umożliwiają projektowanie obiektów nie tylko do celów energetycznych. Mogą być stosowane także do odsalania wody, ogrzewania, procesów chemicznych. Możliwość usunięcia obiektu w całości po zakończeniu jego eksploatacji lub demontaż na miejscu.