הפוטנציאל הבלתי צפוי של גרעינים מתקדמים ב-Net-Zero Equation

השגת פליטות אפס נטו במאה ה -19 היא אתגר הנדסי וכלכלי יוצא דופן.מודלים אקלים מהפאנל הבין-ממשלתי לשינוי האקלים (IPCC) וסוכנות האנרגיה הבינלאומית (IEA) מראים באופן עקבי שהעולם חייב לפרוס כל טכנולוגיה בעלת פחמן נמוך בו זמנית. בעוד שמש ורוח יוצרים את עמוד השדרה של המעבר המתחדש, הם עומדים בפני מגבלות טעומות בעקשנות, שימוש בקרקע ובעוצמה חומרית זו, אשר נוצרה באופן משמעותי, אך ורקמות גרעיני, אך ורקדה של כוח גרעיני בעל עוצמה, אשר מפותחת, אשר קיים, אשר קיים ככוח גרעיני בעל עוצמה, אשר קיים, אשר קיים ככוח מרכזי, אשר קיים, אשר קיים ככוח גרעיני בעל עוצמה, אשר קיים, אשר אינו מוגבל, אשר הוא בעל עוצמה, אשר הוא בעל עוצמה, אשר קיים, אשר הוא בעל עוצמה, אשר קיים, אשר הוא בעל עוצמה, אשר קיים, אך ורק לאחר מכן, אשר הוא בעל עוצמה גרעינית, אשר הוא בעל עוצמה, אשר קיים, אשר קיים, אשר קיים, אשר קיים, אשר הוא בעל עוצמה גרעינית, אשר הוא בעל עוצמה מרכזית, אשר קיים, אשר קיים, אשר הוא בעל עוצמה, אשר הוא בעל עוצמה, אשר הוא בעל עוצמה, אשר קיים, אשר הוא בעל עוצמה, אשר הוא בעל עוצמה גרעינית, אשר הוא בעל עוצמה גבוהה, אשר קיים

עיצובים מתקדמים אלה מבטיחים להתגבר על המכשולים המסורתיים של עלויות, פסולת ובטיחות אשר הצליחו היסטורית להגביל את תעשיית הגרעין.על ידי מינוף חידושים בחומרים מדע, מערכות בטיחות פסיביות, וייצור מודולרי, כורים מתקדמים יכולים להפוך את האופן שבו אנו כוח תעשייה כבדה, רשתות ייצוב, לייצר דלקים נקיים.כפי קובעי מדיניות ותוכניות אנרגיה ממפה מסלולים עד 2050, הבנת התפקיד והזרק של טכנולוגיות מועילות אלה היא פשוט לא חיונית.

Defining Generation IV: What Makes a Reactor "מתקדם"?

המונח "כור גרעיני" כולל תיק מגוון של עיצובים היוצאים מעבר לכורים קלים (LWRs) ששלטו בצי העולמי במשך עשרות שנים. בעוד LWRs קונבנציונליים ממשיכים להיבנות, לעתים קרובות מתוייגים דור III/III+, כורים מתקדמים מוגדרים באופן רחב כמו מערכות דור IV, מגיבים מודולריים קטנים (SMRs), ומיקרולוגיים אלה הם מערכות רדיקליות, קרירקטיביות, תצורה, קירור.

דור רביעי מערכות

(הפורום הבינלאומי של דור הרביעי) זיהה שש טכנולוגיות כור הדגל המייצגות את קצה המדע הגרעיני.אלה כוללים את ה-FLT:0- High-Tempera Reactor (VHTR) שאינו LT:1, המסוגל לספק חום במעל 950 מעלות צלזיוס לייצור מימן תעשייתי; ה-FLT:2Sodium-Ced Fastorize (FR) תגובה 3D) אשר יכול לשרוף יותר מ-R5 ליטר חום;

תגובה קטנה

אולי הקטגוריה הצפויה ביותר היא ה-SMR (SMR) SMRs מוגדרים על ידי פלט הכוח שלהם (בדרך כלל תחת 300 MWe) ואת הפוטנציאל שלהם לייצור מפעל. במקום מבנה בטון גדול, בנוי אתר ופלדה, SMRs מופרשים בסביבה במפעל מבוקר, נשלח על ידי רכבת או משאית לאתר, ומותקן באופן מודולרי. גישה זו שואפת להפחית באופן דרמטי את עלויות הבנייה והקפידמן של NWT, כמו עיצובים קטנים יותר, כמו NVOX.

מיקרו-פרקטור

בקצה הקטן ביותר של הספקטרום הם מיקרוקטרים, בדרך כלל לייצר בין 1 ל 10 MWe. יחידות אלה נועדו עבור יכולת קיצונית וחוסן. A microreactor יכול להיות מועבר במיכל סטנדרטי מחובר מיקרוגריד כדי כוח קהילה כרייה מרחוק, בסיס צבאי, מרכז נתונים, או מאמץ הקלה אסון. הם נועדו לרוץ במשך שנים ללא דלק, מתן מיקרוגריד לכדי כוח מתמשך עם פשטות כוח.

יתרונות טכניים: בטיחות, פסולת, ודלק יעילות

ההבטחה של כורים מתקדמים טמונה ביכולתם לפתור את פרצות הליבה הטכניות של צמחי גרעין מבוגרים.אלה אינם שיפורים מצטברים אלא מחדש של יסודות הפיזיקה וההנדסה הכורית.

בטיחות פנימית ופסיבית

כורים מסורתיים מסתמכים רבות על מערכות בטיחות פעילות הדורשות כוח חיצוני והתערבות אנושית. עיצובים מתקדמים משנים את פרדיגמת הבטיחות ל-FLT:0passive SystemscioFLT:1 (לדוגמה, SMRs ו- Gen IV כורים מסתמכים על זרימת הדם הטבעית (convection) לקירור, כלומר אין צורך במעבורות חירום.אם הכור יתחפוכות, הפיזיקה משתלטת על כמה עיצובים, קופת, להקפיא, לניקוזמת מלחים, לניקוזמת באופן משמעותי את הגיאומטריה או לניקוזמת דלקים.

סגירת מעגל הדלק הגרעיני

אולי היתרון הטכני העמוק ביותר של כורים מתקדמים, במיוחד כורים מהירים, הוא היכולת שלהם (FLT:0) בזבז פסולת גרעינית פסולת FLT:1 ; LWRs הנוכחיים משתמשים פחות מ-1% מהפוטנציאל האנרגיה באורניום המיקש, משאיר מאחור דלק עשיר במרכיבים טרנסאורניים ארוכי טווח יכול להיות מתוכנן כמו "שוררים" שמשתמשים באלמנטים אלה כדלק, צמצום נפח הרדיו והאנרגיה המסוכנת, לאחר שהופך את עוצמת הדלק לפסולת של כוח המשיכה להיות מאנרגיה המסוכנת, במקום, לאחר שהופך את עוצמת הדלק לכדי כוח המשיכה להיות יותר.

טמפרטורה גבוהה יותר ויעילות

תקן LWRs לפעול בסביבות 300 מעלות צלזיוס. כורים מתקדמים, כגון VHTR או MSR, יכול לפעול בטמפרטורות מעל 700 מעלות צלזיוס.העלייה הדרמטית בטמפרטורה מאפשרת יעילות תרמודינמית גבוהה יותר בהמירת חום לחשמל.

שילוב גריידי ומגזר Coupling

תוך שימת חידוש של גרעין מתקדם לרשת אפס נטו דורש חשיבה מחדש על מודל העומס המסורתי.רשת העתיד תהיה שילוב מורכב של מתחדשים משתנים, אחסון וכוח יציב גמיש.

המונחים: Variable Renewables

(ב) מתנגדים לאנרגיה גרעינית טוענים כי היא גמישה מדי לעבוד לצד חדירה גבוהה של רוח ושמש.עם זאת, עיצובים מתקדמים רבים מונדסים עבור FLT:0load-לאחר פעולה לאחר ניתוח של 1:1 (הם יכולים לרומם את תפוקת הכוח שלהם עד כדי כך שהם יוכלו להטמיע את התנו שינויים טבעיים של אנרגיה מתחדשת, כמו כן, תחנות גרעיניות מספקות LT2grid inertia; 3.

ייצור הידרוגן נקי ו-E-Fuels

אחד התפקידים המרגשים ביותר עבור גרעינים מתקדמים הוא בייצור של מימן נקי.הטמפרטורה גבוהה אלקטרוליטיזה (HTE) הוא יעיל יותר באופן משמעותי מאשר אלקטרוליטיזה קונבנציונלית.על ידי הפיכה של VHTR או MSR עם צמח HTE, אנו יכולים לייצר קרינת מימן:0pink מימןFLT:1 בקנה מידה.

מזהמים תעשייתיים

במקום לכפות מפעלים בודדים, כורים מתקדמים מתאימים באופן מושלם לעוצמה (FLT:0) אשכולות תעשייתיים או "עמקי מלוגן" (Halph:1) 1 גדול יחיד או צמח Gen IV יכול לספק חשמל, לעבד, ולהזין מימן לאזור תעשייתי שלם, החלפת ההסתמכות הנוכחית על גז טבעי ופחם.

מעבר לגדרות מסורתיות: כלכלה ומדיניות

לתעשיית הגרעין יש היסטוריה של עלות בנייה ועיכובי לוח זמנים. כורים מתקדמים נועדו לטפל ישירות בכישלונות הכלכליים הללו, אך הם דורשים מדיניות תומכת וסביבת רגולציה להגיע לבגרות מסחרית.

כלכלה של מתינות ומרקם מפעל

המקרה העסקי של SMRs מבוסס על העלות הראשונה של:0Nth-of-a-kind (NOAK) עלות גבוהה FLT:1 להיות נמוך משמעותית מהעלות הראשונה מסוג (FOAK) על ידי בניית יחידות מתקדמות, קטנות במפעל, התעשייה שואפת להשיג פרויקט למידה טיפוסי של ייצור מאשר בנייה אחת של אנרגיה, אשר יכול להשיג הלוואות ל-SDvia באמצעות תוכנית אשראי תחרותית (SDvia) כמו ביטוח אשראי מסחרי של 4.

אבולוציה והכחשה

תקנה גרעינית מסורתית מיועדת סביב כורים גדולים של מים. Regulators כמו הנציבות הלאומית לרישום גרעיני (NRC) ומשרד בריטניה לתקנה גרעינית (ONR) עוברים שינויים פנימיים מרכזיים כדי ליצור FLT:0generic רישוי מסגרות עבור SMRs ו- Gen IVFLT:1 זה כולל יישום עיצובים סטנדרטיים שניתן לפרוס בין אתרי אינטרנט ללא צורך חדש של רישוי התקנים (IGNER) עבור תקנים בינלאומיים של IEPIGNIGNERILOERNERNERNERNERILOT) ו-R 1 (ILOL) כולל יישום פורמט IPOERNERILOT) ו-TRILOFLT:1 תקנים בינלאומיים של IPO 1 (IGNERILOL) כולל יישום עיצובים של IPOERILOT) כולל יישום עיצובים של IGNERILOTERILOTERILOTERILOTERILOTERILOT) כולל יישום פורמטים לא תקנים בינלאומיים של IGNERIGNERILOTERNERNERNERNERNERNERNERNERILOTERNERNERNERNERILOTERATRERN

אתגר ניהול הפסולת

בעוד כוריטו מתקדמים מייצרים פחות פסולת, האתגר של פיזור קבוע של פסולת גרעינית ברמה גבוהה נשאר נושא מדיניות ציבורית.מודל ההתחדשות הגיאולוגי העמוק נשאר נקודת הקצה המחוספסת מדעית.לדוגמה, ה- Onkalo Repository של פינלנד מספק ליד השלמת, המוכיח כי בעיית הפסולת היא כה מחוסמת.

הדרך עד שנת 2050: קווי זמן ומדורגים

ציר הזמן להשגת אפס נטו הוא חזק מאוד אם כורים מתקדמים הם לשחק תפקיד משמעותי עד שנת 2050, יש לנקוט פעולה החלטית היום.הצנרת הנוכחית של פרויקטים מציעה הצצה לעתיד.

צפון אמריקה מובילה כיום את הכור הנטוריום של טרה כוח בבנייה ביומינג, מבצע מיקוד בתחילת 2030. X- Energy מפתחת את הכור ה- Xe-100 שלה עם תמיכה מתוכנית ARDP של DOE. אונטריו Power Generation מתכננת להתקין את ה- BWRX-300 הראשון שפועל בדארלינגטון עד סוף 2020 או בתחילת 2030 באירופה, הם מחליפים את מספר הפחם של SMR בבריטניה כדי לפריסת מטוסים גדולים.

כדי להשיג את תרחיש ה- Net Zero של IEA, יכולת גרעינית גלובלית חייבת להיות כפולה מהרמות של היום עד שנת 2050.זה דורש להביא באינטרנט בערך 30 GW של יכולת גרעינית חדשה בכל שנה החל בשנות ה-2030.זהו משימה תעשייתית מסיבית, הרבה יותר גדול משיעורי הבנייה הנוכחיים.

כתובת: Non-Proliferation and Security

כל הרחבה של אנרגיה גרעינית נושאת באחריות לגבי הפצת נשק גרעיני.עיצובים מתקדמים כוללים תכונות לשיפור ההתנגדות להפצת נשק.לדוגמה, ה-FLT:0molten מלח כורה 1LT:1 יכול להיות מתוכנן שאין חומר סימטרי מבודד בצורה שניתן למדידה עבור כלי נשק.כמה כורים מהירים פועלים במחזור דלק סגור שבו plutonium הוא אף פעם לא מופרד כדי להיות נשרף כדי להגן על מספר כורים גרעיניים, כלומר, על ידי מערכת אבטחה מתקדמת, אשר פועלת באופן טבעי, על ידי התקנים מתקדמים, אשר פועל בפועל, על ידי מערכת אבטחה מתקדמת, או יותר, אשר פועלת באופן סטנדרטית התקנים מתקדמים, אשר פועל בפועל, על ידי מערכת אבטחה, על ידי מערכת אבטחה סטנדרטית של מערכת אבטחה, על ידי התקנים מתקדמים של התקנים מתקדמים, על ידי מערכת אבטחה, או יותר, או יותר, או יותר, או יותר, על ידי מערכת אבטחה, על ידי מערכת אבטחה, אשר פועל בפועל, על ידי התקנים גרעיני.

מסקנה: פינה של ציוויליזציה נטו-Zero

הדרך לפליטות אפס נטו אינה בחירה בין מתחדשים וגרעין; זה הכרחי לפרוס הן, לצד לכידת פחמן ואבטחת אנרגיה. כורים גרעיניים מתקדמים מציעים שילוב ייחודי של גורם קיבולת גבוהה, שימוש בקרקע נמוך, אפס פליטות פחמן, חום עתיר גבוה כי שום טכנולוגיה בודדת אחרת לא יכולה להתאים.

האתגרים של עלות, רגולציה וקבלה ציבורית הם בלתי ניתנים למדידה, אך רחוק מלהיות בלתי-אפשרי.החלטות ההשקעה שהתקבלו בעשור הבא יקבעו האם כורים מתקדמים נשארים טכנולוגיית נישה או הופכים להיות הכפייה עולמית עם תמיכה במדיניות מתמשכת, מימון חדשני ומעורבות קהילתית שקופה, כור גרעיני מתקדם יכול לספק את המשרד, בסיס כוח נקי שעליו ציביליזציה אפס-עולמית בנוי החלון של הזדמנות פתוחה, אך לא יישאר פתוח ללא הגבלת זמן.