Tarafından
Jacopo Buongiorno ve diğerleri, kullanım alanlarına kamyonla taşınan fabrika yapımı mikroreaktörlerin elektrik sistemlerinin karbondan arındırılması için güvenli ve verimli bir seçenek olabileceğini söylüyor.
Bir grup nükleer uzmanın yakın zamanda önerdiği gibi, nükleer enerji için yeni bir paradigmanın eşiğinde olabiliriz. Köprüde, Ulusal Mühendislik Akademisi dergisi. Büyük, pahalı ve merkezi bilgisayarlar yerini günümüzün yaygın olarak dağıtılan bilgisayarlarına bırakmış olsa da, büyük boyutlu bir pili takmaya benzer otonom tak ve çalıştır işlemi için tasarlanmış, nispeten küçük ve ucuz fabrika yapımı reaktörlerden oluşan yeni nesil, Ufukta diyorlar.
Önerilen bu sistemler, endüstriyel işlemler için ısı veya bir askeri üs veya bir mahalle için elektrik sağlayabilir, beş ila 10 yıl boyunca gözetimsiz çalışabilir ve daha sonra yenileme için fabrikaya geri götürülebilir. Yazarlar — Jacopo Buongiorno, MIT’nin TEPCO Nükleer Bilim ve Mühendislik Profesörü; GenH’nin kurucusu Robert Frida; Idaho Ulusal Laboratuvarı’ndan Steven Aumeier; ve ABD Stratejik Komutanlığı’nın emekli komutanı Kevin Chilton, bu küçük enerji santrallerini “nükleer piller” olarak adlandırdı. Araştırmacılar, operasyonlarının basitliği nedeniyle, dünyanın elektrik sistemlerinin karbondan arındırılmasında feci iklim değişikliğini önlemek için önemli bir rol oynayabileceklerini söylüyorlar. MİT Haberleri Buongiorno’dan grubunun teklifini açıklamasını istedi.
S: Daha küçük, modüler nükleer reaktörler fikri birkaç yıldır tartışılıyor. Nükleer piller için bu öneriyi farklı kılan nedir?
bir: Tanımladığımız birimler, bu fabrika üretimi ve modülerlik kavramını en uç noktaya taşıyor. Daha önceki teklifler, geleneksel büyük canavarlardan, gigawatt ölçeğindeki büyük nükleer reaktörlerden 10 kat daha küçük olan 100 ila 300 megawatt elektrik çıkışı aralığındaki reaktörlere baktı. Bunlar fabrikada üretilen bileşenlerden birleştirilebilir, ancak yine de sahada bir miktar montaj ve çok sayıda saha hazırlığı çalışması gerektirirler. Yani, geleneksel bitkilere göre bir gelişme ama çok büyük bir gelişme değil.
Bu nükleer pil konsepti, bu makinelerin fiziksel ölçeği nedeniyle gerçekten farklı bir şey – yaklaşık 10 megavat. O kadar küçük ki, tüm enerji santrali aslında bir fabrikada inşa edilmiş ve standart bir konteynere sığmış. Buradaki fikir, bir mikro reaktör ve ısıyı elektriğe dönüştüren bir türbinden oluşan tüm enerji santralini konteynere sığdırmaktır.
Bu, ekonomik açıdan çeşitli faydalar sağlar. Projelerinizi ve teknolojinizi, son 20 yılda nükleer projeler için olası tüm program gecikmelerinin ve maliyet aşımlarının kaynağı olan inşaat sahasından tamamen ayırıyorsunuz.
Bu şekilde talep üzerine bir tür enerji haline gelir. Müşteri ısı veya elektrik isterse, birkaç ay, hatta haftalar içinde alabilir ve ardından tak ve çalıştır. Bu makine sahaya gelir ve sadece birkaç gün sonra enerjinizi toplamaya başlarsınız. Yani bu bir ürün, proje değil. Bu şekilde karakterize etmeyi seviyorum.
S: Tüm mahallelere güç sağlamak için yerleşim alanları da dahil olmak üzere, bu tür birimlerin geniş çapta dağıtılmasından bahsediyorsunuz. İnsanlar bu bitkilerin güvenliği konusunda ne kadar emin olabilirler?
bir: Son derece sağlamdır – satış noktalarından biri budur. Her şeyden önce, küçük olması çeşitli nedenlerle iyidir. Birincisi, üretilen toplam ısı miktarı, küçük olan güçle orantılıdır. Ancak daha da önemlisi, yüksek bir yüzey-hacim oranına sahiptir çünkü yine küçüktür, bu da her koşulda serin tutmayı çok daha kolay hale getirir. Pasif olarak soğutulmuş, öyle ki kimsenin bir şey yapmasına gerek kalmamış. Bir vana veya herhangi bir şey açmanıza bile gerek yok. Sistem kendine bakar.
Ayrıca, herhangi bir radyasyon salınımına karşı koruma sağlamak için etrafını saran çok sağlam bir muhafaza yapısına sahiptir. Geleneksel büyük beton kubbe yerine, temel olarak tüm sistemi kaplayan çelik kabuklar var. Güvenlikle ilgili olarak, çoğu sitede bunların derecenin altında yer alacağını öngörüyoruz. Bu, harici saldırganlardan bir miktar koruma ve fiziksel güvenlik sağlar.
Diğer güvenlik konularına gelince, bilirsiniz, ünlü nükleer kazaları düşünürseniz, Three Mile Island, Çernobil, Fukushima, bu üç sorunun hepsi bu nükleer pillerin tasarımına aracılık ediyor. Çok küçük oldukları için, herhangi bir olay dizisinden bu tür bir sonucu elde etmek temelde imkansızdır.
S: Bu yeni tür reaktörlerin çalışacağını nereden biliyoruz ve bu tür birimlerin yaygın olarak kullanılabilir hale gelmesi için ne olması gerekiyor?
bir: NASA ve Los Alamos Ulusal Laboratuvarı, uzay uygulamaları için mikroreaktör adını verdikleri benzer bir gösteri projesi yaptılar. Tasarımın başlangıcından üretime ve teste kadar sadece üç yıl sürdü. Ve onlara 20 milyon dolara mal oldu. Kolayca bir milyardan fazlaya mal olan ve inşası on yıl veya daha fazla süren geleneksel büyük nükleer santrallerden çok daha küçüktü.
Ayrıca kendi tasarımlarını geliştiren farklı şirketler de var ve her biri biraz farklı. Westinghouse halihazırda bu tür nükleer pillerin bir versiyonu üzerinde çalışıyor (bu terimi kullanmasalar da) ve iki yıl içinde bir gösteri ünitesi çalıştırmayı planlıyorlar.
Bir sonraki adım, Idaho Ulusal Laboratuvarı gibi nükleer reaktör sistemlerini test etmek için kapsamlı donanıma sahip ulusal laboratuvarlardan birinde bir pilot tesis kurmak olacak. Bu mikroreaktörleri barındırmak için değiştirilen bir dizi tesisleri var ve ekstra güvenlik katmanları var. Bu bir tanıtım projesi olduğundan, öngörmediğiniz bir şey olursa, çevreye herhangi bir salınımınız olmadığından emin olmak istersiniz.
Ardından, tesis hızlandırılmış bir test programından geçerek, normal işletimde karşılaşılabilecek olandan daha zorlu koşullara maruz kalabilir. Esasen onu kötüye kullanırsınız ve tüm bu harici yükleri veya durumları herhangi bir arıza limitini aşmadan alabileceğini doğrudan test ederek gösterirsiniz. Ve orada zorlu koşullar altında kanıtlandıktan sonra, yaygın ticari kurulumlar oldukça hızlı bir şekilde başlayabilir.
Bu nükleer piller, güneş ve rüzgar gibi kesintili yenilenebilir enerji kaynaklarına artan bağımlılığı desteklemek için istikrarlı ve güvenilir bir güç kaynağı sağlayarak ekonominin çok farklı sektörlerinde esneklik yaratmak için idealdir. Ve bu yüksek oranda dağıtılmış sistemler, çıktılarının gerekli olduğu yere yerleşerek şebeke üzerindeki baskıları hafifletmeye de yardımcı olabilir. Bu, şebekedeki herhangi bir kesintiye karşı daha fazla esneklik sağlayabilir ve iletim kayıpları sorununu neredeyse ortadan kaldırabilir. Bunlar öngördüğümüz kadar yaygınlaşırsa, dünyanın sera gazı emisyonlarının azaltılmasına önemli bir katkı sağlayabilirler.
Referans: Jacopo Buongiorno, Robert Freda, Steven Aumeier ve Kevin Chilton tarafından hazırlanan “Yeni ve Dayanıklı bir Küresel Enerji-Endüstriyel Paradigma için Nükleer Enerjinin Potansiyelinin Kilidini Açma Stratejisi”, 14 Haziran 2021, Köprü.
Bağlantı
scitechdaily.com
Source link