Διασφάλιση ενός ασφαλούς μέλλοντος για την πυρηνική ενέργεια

Ο κόσμος πρέπει να επεκτείνει την παγκόσμια παραγωγή πυρηνικής ενέργειας για να βοηθήσει στον περιορισμό των παγκόσμιων εκπομπών άνθρακα. Αυτό το συμπέρασμα βασίζεται σε πολλά μοντέλα και προβλέψεις που δείχνουν ότι οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας δεν μπορούν να το κάνουν μόνες τους.

Υπάρχει όμως μια σημαντική επιφύλαξη. Απλώς δεν μπορούμε να έχουμε μεγάλα πυρηνικά επεισόδια όπως αυτά που σημειώθηκαν στο Τσερνομπίλ της Ουκρανίας και στη Φουκουσίμα της Ιαπωνίας. Αυτά θεωρώ γεγονότα χαμηλού κινδύνου, αλλά υψηλών συνεπειών.

Στην ιστορία της πυρηνικής ενέργειας, υπήρξαν λίγα σοβαρά περιστατικά. Όμως οι πυρηνικοί σταθμοί έχουν τη μοναδική δυνατότητα να εκτοπίσουν μόνιμα ολόκληρες πόλεις σε περίπτωση σοβαρού ατυχήματος.

Το ατύχημα του Τσερνόμπιλ εκτόπισε τελικά περίπου 350,000 ανθρώπους από τα σπίτια τους. Χιλιάδες τετραγωνικά χιλιόμετρα παραμερίστηκαν ως ακατοίκητη ζώνη αποκλεισμού γύρω από τον πυρηνικό σταθμό του Τσερνομπίλ. Πολλοί άνθρωποι εκτοπίστηκαν επίσης ως αποτέλεσμα του ατυχήματος στη Φουκουσίμα, αν και όχι τόσοι όσο με το Τσερνομπίλ.

Εάν η πυρηνική ενέργεια θέλει να αξιοποιήσει τις δυνατότητές της για μείωση των εκπομπών άνθρακα, πρέπει να διασφαλίσουμε ότι τέτοια ατυχήματα δεν είναι πλέον δυνατά.

Κατασκευή Ασφαλέστερων Πυρηνικών Σταθμών

Πρόσφατα είχα την ευκαιρία να μιλήσω για αυτά τα θέματα με την Δρ. Κάθριν Χαφ, τη Βοηθό Γραμματέα στο Γραφείο Πυρηνικής Ενέργειας του Υπουργείου Ενέργειας.

Ο Δρ. Huff εξήγησε ότι τα συστήματα παθητικής ασφάλειας είναι το κλειδί για να διασφαλιστεί ότι σε περίπτωση ατυχήματος, οι εργαζόμενοι θα μπορούσαν να απομακρυνθούν από ένα πυρηνικό εργοστάσιο και θα κλείσει σε ασφαλή κατάσταση.

Εδώ πρέπει να γίνει μια σημαντική διάκριση. Το κοινό μπορεί να αναμένει ότι τα πυρηνικά σχέδια θα είναι ανθεκτικά σε αστοχίες, αλλά υπάρχουν πολλοί λόγοι για τους οποίους αυτή η μέτρηση δεν θα επιτευχθεί ποτέ. Απλώς δεν μπορείτε να προφυλαχθείτε από κάθε πιθανό περιστατικό που θα μπορούσε να συμβεί. Έτσι, προσπαθούμε να μετριάζουμε τις πιθανές συνέπειες και να εφαρμόζουμε σχέδια ασφαλή για αστοχίες.

Ένα απλό παράδειγμα σχεδίασης ασφαλούς αστοχίας είναι μια ηλεκτρική ασφάλεια. Δεν αποτρέπει ένα περιστατικό όπου πάρα πολύ ρεύμα προσπαθεί να περάσει στην ασφάλεια. Αλλά αν συμβεί αυτό, η σύνδεση λιώνει και σταματά τη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος - μια κατάσταση ασφαλής για αστοχία. Ούτε το Τσερνόμπιλ ούτε η Φουκουσίμα ήταν σχέδια ασφαλή για αστοχίες.

Πώς όμως μπορούν να υλοποιηθούν τέτοιου είδους σχέδια ασφαλή για αστοχία; Ο Δρ Χαφ επεσήμανε δύο παραδείγματα.

Ο πρώτος είναι ο νέος αντιδραστήρας νερού υπό πίεση (PWR) AP1000® από Westinghouse. Το πρόβλημα στη Φουκουσίμα ήταν ότι μετά το κλείσιμο, έπρεπε να υπάρχει διαθέσιμη ισχύς για την κυκλοφορία του νερού για την ψύξη του αντιδραστήρα. Όταν χάθηκε η ισχύς, η ικανότητα ψύξης του πυρήνα του αντιδραστήρα εξαφανίστηκε.

Ο νέος αντιδραστήρας APR βασίζεται σε φυσικές δυνάμεις όπως η βαρύτητα, η φυσική κυκλοφορία και τα συμπιεσμένα αέρια για την κυκλοφορία του νερού και την προστασία του πυρήνα και του περιορισμού από την υπερθέρμανση.

Εκτός από την παθητική ψύξη, υπήρξαν καινοτομίες στην ανάπτυξη τύπων καυσίμων επόμενης γενιάς που είναι ανεκτικοί στα ατυχήματα. Για παράδειγμα, τρι-δομική ισοτροπική (TRISO) σωματιδιακό καύσιμο αποτελείται από πυρήνα καυσίμου ουρανίου, άνθρακα και οξυγόνου. Κάθε σωματίδιο είναι το δικό του σύστημα συγκράτησης χάρη στα στρώματα με τριπλή επίστρωση. Τα σωματίδια TRISO μπορούν να αντέξουν πολύ υψηλότερες θερμοκρασίες από τα σημερινά πυρηνικά καύσιμα και απλά δεν μπορούν να λιώσουν σε έναν αντιδραστήρα.

Ο Δρ. Huff είπε ότι μια προηγμένη επίδειξη αντιδραστήρα θα είναι online μέχρι το τέλος της δεκαετίας, με ένα βότσαλο γεμάτο σωματίδια TRISO.

Αυτές οι δύο καινοτομίες μπορεί να εξασφαλίσουν ότι οι μελλοντικοί πυρηνικοί σταθμοί δεν θα αντιμετωπίσουν ποτέ ένα μεγάλο ατύχημα. Υπάρχουν όμως πρόσθετα ερωτήματα που πρέπει να αντιμετωπιστούν, όπως η διάθεση των πυρηνικών αποβλήτων. Θα αναφερθώ σε αυτό — καθώς και στο τι κάνουν οι ΗΠΑ για την προώθηση της πυρηνικής ενέργειας — στο Μέρος II της συνομιλίας μου με τον Δρ. Χαφ.