Model HeFASTo
Loni na jaře ohlásila ÚJV Řež start vývoje malého modulárního reaktoru HeFASTo. Ambiciózní koncept rychlého, plynem chlazeného reaktoru o výkonu 200 MWt spadá do kategorie pokročilých modulárních reaktorů IV. generace a je prvním svého druhu v Evropě. Vysokoteplotní reaktor chlazený heliem, který si v palivu bude štěpný materiál sám generovat, se uplatní především jako zdroj tepla pro efektivní výrobu vodíku a chemický průmysl. Bude ho možné využít i pro zpracování vyhořelého paliva z klasických jaderných bloků. Potenciální investoři dostanou příležitost vstoupit do projektu už v roce 2025.
Nový reaktor HeFASTo (heliem chlazený rychlý reaktor) je konstruován jako vysokoteplotní — výstupní teplota z aktivní zóny dosáhne 900°C. Celkový tepelný výkon zařízení bude 200 MWt, řadí se tedy do rodiny reaktorů menšího výkonu. Jeho zásadní výhodou proti vodou chlazeným reaktorům je, že díky uzavřenému palivovému cyklu nejen generuje minimum jaderného odpadu, ale dokáže i „množit palivo“. Jadernými reakcemi během provozu totiž vygeneruje více štěpného materiálu, než sám spotřebuje. Využití HeFASTo bude víceúčelové – od efektivní výroby elektřiny, přes dodávky tepla, až po vysokoteplotní výrobu vodíku a další chemické procesy.
Jaderné puzzle podpoří ekonomiku provozu
Design HeFASTo je založen především na maximální míře modularity. Tento princip je v návrhu uplatněn na dvou úrovních. Všechny hlavní komponenty a systémy z nich složené, jako jsou tepelné výměníky nebo bezpečnostní systémy, jsou projektovány jako soubor samostatných modulů. Tento přístup nejen rozšíří a zrychlí provozní inspekce a případné opravy, ale zejména povede k výraznému snížení nákladů na výrobu a ke zvýšení finální kvality jednotlivých komponent. Druhá úroveň modularity se nachází na straně sekundárního okruhu, kde se počítá s možností připojení jednoho až tří modulů, využívajících teplo z primárního okruhu. Jedná se o modul výroby elektřiny (spojený s terciárním okruhem zvyšujícím účinnost), modul pro výrobu vodíku pomocí vysokoteplotní elektrolýzy a modul pro přímé dodávky tepla pro další využití, s garantovanou teplotou 850 °C na straně spotřebitele.
Bezpečnost na pokročilé úrovni
Reaktor HeFASTo je koncipován na výhradním uplatnění pasivních bezpečnostních systémů, které fungují čistě na základě fyzikálních principů bez nutnosti zásahu zvenčí (tj. bez bezpečnostních mechanismů poháněných motorem a řízených elektronikou). Je zde výrazně omezeno i množství pohyblivých součástek, což vede k dalšímu zvýšení spolehlivosti celého systému.
S komerčním nasazením reaktoru se počítá hlavně v souvislosti s růstem poptávky po masové výrobě vodíku a také s potřebou zpracování nahromaděného vyhořelého paliva z lehkovodních reaktorů, tedy výhledově po roce 2040. V současné době už probíhá vývoj reaktoru v rámci tzv. předkoncepční fáze, prostor pro vstup strategického investora se očekává po roce 2025.
GFR – slibná technologie budoucnosti
Koncept rychlého reaktoru chlazeného plynem (GFR – Gas-cooled Fast Reactor) je reaktorovou technologií, která do budoucna slibuje přinést udržitelný, inherentně bezpečný a nízkoemisní zdroj energie. Kombinuje výhody jaderných reaktorů využívajících rychlé spektrum neutronů s vysokou výstupní teplotou chladiva. Ačkoliv rychlé jaderné reaktory jsou ve světě provozovány už více než šedesát let a plynem chlazené reaktory dodnes tvoří páteř energetické soustavy například ve Velké Británii, kombinace obou těchto technologií v podobě GFR ještě nikdy realizována nebyla. Historie vývoje GFR má přesto za sebou celou řadu výzkumných projektů v Evropě, SSSR, USA i Japonsku, které probíhají už od konce 60. let 20. století. V České republice na vývoji GFR dlouhodobě pracuje Skupina ÚJV ve spolupráci s českým průmyslem a univerzitami. Od roku 2010 se účastní na vývoji konceptu demonstračního reaktoru GFR s názvem ALLEGRO v rámci mezinárodního konsorcia V4G4 CoE (Visegrádská čtyřka pro čtvrtou generaci) spolu s partnery ze Slovenska, Maďarska, Polska a Francie.
Petr Vácha,
Skupina vývoje reaktorů GENIV,
ÚJV Řež, a. s.
