في 28 أغسطس ، تلقت شركة NuScale Power الأمريكية موافقة من هيئة تنظيم الطاقة النووية الأمريكية لتصميم أول مفاعل معياري صغير. تم تصميم النموذج الحالي ل 50 ميغاواط من الطاقة ، وفي عام 2022 سيتم النظر في تطبيق لمفاعل 60 ميغاواط.
تدعو شركة Startup NuScale Power إلى التخلي عن المفاعلات الكبيرة ، وهي أساس محطات الطاقة النووية الحديثة. بدلاً من ذلك ، يقترح المطورون مفاعلات معيارية صغيرة يمكن تصنيعها في مصنع ثم نقلها إلى موقع بناء محطة توليد الكهرباء. ستتألف محطة الطاقة النووية النموذجية من هذا النوع من 12 مفاعلًا صغيرًا. وفقًا للمطورين ، تعتبر المفاعلات الصغيرة أكثر أمانًا من المفاعلات التقليدية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدامها في المدن الصغيرة والمنشآت الصناعية والغواصات.
إن أي محطة طاقة نووية حديثة ليست فقط مفاعلات ، ووحدة طاقة ، ولكن أيضًا البنية التحتية المقابلة: متاجر ومنشآت إنتاج تخدم المحطة. يصل العدد الإجمالي لموظفي NPP إلى 1000 شخص. إذا كان هناك أيضًا على أراضي المحطة مجمع لمعالجة النفايات المشعة وتخزين الوقود المستهلك وما إلى ذلك ، فقد يكون الموظفون أكبر.
تتمثل عيوب المرافق الكبيرة من نوع NPP في التكلفة العالية للبناء والصيانة ، وعدم القدرة على تغيير شيء ما بسرعة في التصميم ، وتعقيد التشغيل والدعم الفني. يمكن للمفاعلات الصغيرة أن تحدث فرقا نحو الأفضل.
مفاعل NuScale Power عبارة عن أسطوانة فولاذية ارتفاعها 23 مترًا وعرضها 5 أمتار. يوجد في الداخل قضبان وقود اليورانيوم التي تستخدم تفاعلًا نوويًا متسلسلًا لتسخين الماء في الدائرة الداخلية. ينقل الماء الساخن درجة الحرارة إلى دائرة البخار الخارجية من خلال مبادل حراري. يقوم البخار بتشغيل التوربينات التي تولد الكهرباء. أثناء التشغيل ، يبرد البخار وتعود قطرات الماء مرة أخرى إلى الدائرة الداخلية.
المفاعل الصغير مصمم بنظام تبريد سلبي. يرتفع الماء الساخن من خلال ملفات التبادل الحراري ، ويبرد ويغرق مرة أخرى إلى قضبان الوقود. حفظ هذا النهج تصميم المفاعل من المضخات والعناصر المتحركة الإضافية التي يمكن أن تفشل.
في حالة الطوارئ ، فإن المفاعل نفسه سوف يغرق التفاعل النووي باستخدام قضبان التحكم. يتوقف تبادل النيوترونات ويتوقف التفاعل النووي المتسلسل. إذا توقف إمداد الكهرباء فجأة ، يتم تشغيل قضبان التحكم تلقائيًا عن طريق الجاذبية.
لتحسين السلامة ، سيتم تركيب مفاعلات معيارية صغيرة في أحواض تبريد خاصة ، والتي من المقرر وضعها تحت مستوى الأرض في مباني NPP. في حالة الطوارئ ، ستعمل البرك على تبريد المفاعلات وإزالة الحرارة الزائدة. نظرًا لأن المفاعلات صغيرة الحجم ، فستحتاج إلى إزالة حرارة أقل مقارنة بالمفاعل الكبير. يعتقد المطورون أن منتجاتهم لن تولد أكثر من 1/8 من كمية حرارة المفاعلات القياسية.
وقالت الشركة: تم تقديم طلب تصميم مفاعل معياري صغير إلى لجنة التنظيم النووي الأمريكية في 31 ديسمبر 2016 ، وهذا صحيح . بدأ النظر الفعلي في الوثيقة في مارس 2017. كان على الهيئة التنظيمية أن ترسلأكثر من 2 مليون صفحة من الوثائق. الخطوة التالية بعد الحصول على الموافقة التنظيمية هي طلب ترخيص مشترك لبناء وتشغيل محطة الطاقة النووية.
وهذا هو المكان الذي يمكن أن تنشأ فيه مشكلة. الحقيقة هي أن مجموعة من الخبراء في المجلس الاستشاري لسلامة المفاعلات التابع للجنة التنظيمية النووية الأمريكية اكتشفوا مشكلة محتملة في مفاعلات NuScale Power. للتبريد يضاف البورون إلى الماء الذي يمتص النيوترونات. ومع ذلك ، أثناء الانتقال إلى حالة التبخر ، ينخفض تركيز المادة بشكل كبير. عندما يدخل المكثف الفقير في البورون إلى اللب ، يمكن أن يؤدي إلى تسريع التفاعل النووي. بالإضافة إلى ذلك ، اعتبر الخبراء الحلقة الضعيفة في مولد البخار داخل وعاء المفاعل. وفقًا للعلماء ، يمكن أن تتعرض الآلية لاهتزازات خطيرة يمكن أن تدمر هيكل مولد البخار.
ومع ذلك ، يمكن حل هذه المشكلات ، ولدى NuScale Power بالفعل أول عميل تجاري لها. يستعد نظام الطاقة المحلي في ولاية يوتا لبناء محطة طاقة نووية مع مفاعلات نو سكيل باور في مختبر أيداهو الوطني. يحتوي المشروع الذي تبلغ تكلفته 6.1 مليار دولار على 12 مفاعلًا معياريًا صغيرًا ومن المقرر الانتهاء منه في عام 2030. تم تجهيز موقع بمساحة 13 هكتارا للبناء.
