راکتورهای مدولار کوچک: جرقه تغییر بزرگ در انرژی هسته ای

• نویسنده:
• نام نویسنده

  آینده نگاری کوانتوم ران
• ممکن است 31، 2024

خلاصه بینش

راکتورهای مدولار کوچک (SMR) جایگزین کوچکتر و سازگارتر را برای راکتورهای هسته ای سنتی با ظرفیت افزایش امنیت انرژی و کاهش انتشار کربن در سطح جهانی ارائه می دهند. طراحی آنها مونتاژ کارخانه و حمل و نقل آسان به محل نصب را امکان پذیر می کند و آنها را برای مکان های دوردست ایده آل می کند و به پروژه های ساختمانی سریعتر و کم هزینه کمک می کند. ویژگی های ایمنی این فناوری، کارایی سوخت و پتانسیل برای برق رسانی روستایی و تامین برق اضطراری، تغییر قابل توجهی را در نحوه رویکرد کشورها به تولید انرژی پاک، سازگاری مقرراتی و زنجیره تامین هسته ای نشان می دهد.

زمینه راکتورهای مدولار کوچک

بر خلاف همتایان بزرگتر خود، SMR ها ظرفیت توانی تا 300 مگاوات برق (MW(e)) در هر واحد دارند که تقریباً یک سوم ظرفیت تولید راکتورهای هسته ای معمولی است. طراحی آنها به اجزا و سیستم ها اجازه می دهد تا در یک کارخانه مونتاژ شوند و به عنوان یک واحد به محل نصب منتقل شوند. این مدولار بودن و قابل حمل بودن، SMR ها را با مکان های نامناسب برای راکتورهای بزرگتر سازگار می کند و امکان سنجی آنها را افزایش می دهد و زمان و هزینه ساخت را کاهش می دهد.

یکی از قانع‌کننده‌ترین جنبه‌های SMR، پتانسیل آن‌ها برای تأمین برق کم کربن در مناطقی با زیرساخت‌های محدود یا مکان‌های دور است. خروجی کوچکتر آنها به خوبی در شبکه‌های موجود یا مکان‌های خارج از شبکه قرار می‌گیرد، و آنها را به ویژه برای برق‌رسانی روستایی و یک منبع برق قابل اعتماد در مواقع اضطراری مناسب می‌سازد. میکرو راکتورها، زیرمجموعه‌ای از SMRها با ظرفیت تولید برق معمولاً تا 10 مگاوات (e)، مخصوصاً برای جوامع کوچک یا صنایع از راه دور مناسب هستند.

ویژگی های ایمنی و بهره وری سوخت SMR ها را بیشتر از راکتورهای سنتی متمایز می کند. طرح‌های آنها اغلب بیشتر بر سیستم‌های ایمنی غیرفعال تکیه می‌کنند که نیازی به دخالت انسانی ندارند و خطر انتشار رادیواکتیو را در صورت بروز حادثه به حداقل می‌رسانند. علاوه بر این، SMR ها ممکن است به سوخت گیری کمتری نیاز داشته باشند، برخی از طرح ها بدون سوخت جدید تا 30 سال کار می کنند. 

تاثیر مخرب

کشورهای سراسر جهان به طور فعال فناوری SMR را برای افزایش امنیت انرژی خود، کاهش انتشار کربن و تقویت رشد اقتصادی دنبال می‌کنند. روسیه اولین نیروگاه هسته ای شناور جهان را عملیاتی کرده است و تطبیق پذیری SMR ها را به نمایش گذاشته است، در حالی که کانادا بر تلاش های مشترک تحقیق و توسعه برای ادغام SMR ها در استراتژی انرژی پاک خود تمرکز دارد. در ایالات متحده، پشتیبانی فدرال و پیشرفت های نظارتی پروژه هایی مانند طراحی SMR NuScale Power را برای تنوع بخشیدن به امکانات کاربردی مانند تولید برق و فرآیندهای صنعتی تسهیل می کند. علاوه بر این، آرژانتین، چین، کره جنوبی و بریتانیا در حال بررسی فناوری SMR برای برآوردن اهداف زیست محیطی و نیازهای انرژی خود هستند. 

نهادهای نظارتی باید چارچوب‌های فعلی را تطبیق دهند تا ویژگی‌های منحصربه‌فرد SMR‌ها، مانند ساختار مدولار آن‌ها و پتانسیل انعطاف‌پذیری مکان‌یابی را تطبیق دهند. این چارچوب‌ها ممکن است شامل توسعه استانداردهای ایمنی جدید، رویه‌های صدور مجوز، و مکانیسم‌های نظارتی متناسب با ویژگی‌های خاص SMR باشد. علاوه بر این، همکاری بین‌المللی در تحقیق، توسعه و استانداردسازی فناوری‌های SMR می‌تواند استقرار و ادغام آن‌ها در سیستم انرژی جهانی را تسریع بخشد.

شرکت‌های درگیر در زنجیره تامین هسته‌ای ممکن است افزایش تقاضا برای قطعات مدولار را تجربه کنند، که می‌توانند با کارایی بیشتری در تنظیمات کارخانه تولید شوند و سپس برای مونتاژ به سایت‌ها منتقل شوند. این رویکرد مدولار می‌تواند منجر به زمان‌بندی کوتاه‌تر ساخت و ساز و هزینه‌های سرمایه کمتر شود و پروژه‌های انرژی هسته‌ای را از نظر مالی برای سرمایه‌گذاران و شرکت‌های برق جذاب‌تر کند. علاوه بر این، صنایعی که به منبع قابل اعتمادی از حرارت فرآیند نیاز دارند، مانند کارخانه‌های نمک‌زدایی و تولید مواد شیمیایی، می‌توانند از خروجی دمای بالا طرح‌های خاص SMR بهره‌مند شوند و راه‌های جدیدی را برای بهره‌وری صنعتی و پایداری محیطی باز کنند.

مفاهیم راکتورهای مدولار کوچک

پیامدهای گسترده تر SMR ها ممکن است شامل موارد زیر باشد: 

• بهبود پایداری شبکه در مناطق دورافتاده و روستایی، کاهش اتکا به ژنراتورهای دیزل و ارتقای برابری انرژی.
• تغییر فرصت‌های شغلی به سمت تولید با فناوری پیشرفته و عملیات هسته‌ای که نیازمند مجموعه‌های مهارتی و برنامه‌های آموزشی جدید است.
• کاهش موانع ورود برای کشورهایی که قصد دارند انرژی هسته ای را اتخاذ کنند، دسترسی مردمی به فناوری های انرژی پاک را دموکراتیک می کنند.
• افزایش مخالفت‌های محلی با پروژه‌های هسته‌ای به دلیل نگرانی‌های ایمنی و مسائل مربوط به مدیریت پسماند، که نیازمند مشارکت جامعه و ارتباطات شفاف است.
• سیستم‌های انرژی انعطاف‌پذیرتر که می‌توانند به راحتی منابع تجدیدپذیر را ادغام کنند و به زیرساخت انرژی انعطاف‌پذیرتر منجر شوند.
• دولت ها در حال تجدید نظر در سیاست های انرژی برای ترکیب استراتژی های استقرار SMR، با تاکید بر منابع انرژی کم کربن.
• تغییرات در الگوهای کاربری زمین، با SMR ها که به فضای کمتری نسبت به نیروگاه های سنتی یا تاسیسات تجدیدپذیر بزرگ نیاز دارند.
• مدل‌های تامین مالی جدید برای پروژه‌های انرژی، ناشی از کاهش هزینه‌های سرمایه و مقیاس‌پذیری SMRها.
• افزایش تحقیق و توسعه در زمینه فن آوری های هسته ای پیشرفته، با تحریک تجربیات عملیاتی و داده های جمع آوری شده از استقرار SMR.

سوالاتی که باید در نظر گرفته شود

• چگونه ممکن است SMR ها به نگرانی های ایمنی و مدیریت زباله مرتبط با انرژی هسته ای رسیدگی کنند؟
• افراد چه نقشی می‌توانند در شکل‌دهی به سیاست‌های عمومی و افکار عمومی در مورد انرژی هسته‌ای و استقرار SMR ایفا کنند؟