Çin, 105 MW kapasiteli dünyanın ilk erimeye dayanıklı nükleer reaktörünü tanıttı.

Dünyada bir ilk olarak, Çin'deki Tsinghua Üniversitesi araştırmacıları erimeye dayanıklı bir nükleer fisyon reaktörünü başarıyla gösterdiler. İkiz reaktör tasarımının her biri 105 MW güç üretebiliyor ve 2016'dan beri üzerinde çalışılıyordu. Bu teknoloji, on yıldan uzun bir süre önce Japonya'daki Fukushima'da yaşanan erimenin ardından nükleer enerji endüstrisi için sevindirici bir adım.

Nükleer fisyon sırasında, elektrik üretiminde yararlı olan ancak aynı zamanda reaksiyon için bir risk oluşturan büyük miktarlarda ısı enerjisi üretilir. Nükleer reaktörler, ısıyı reaksiyondan uzaklaştıran dahili soğutma mekanizmaları ile tasarlanmıştır, aksi takdirde reaktör aşırı ısınabilir ve hatta patlayabilir.

Tipik olarak, soğutma mekanizmaları soğutma maddesi olarak su veya karbon kullanır ve reaktör sıcaklığının kontrol altında kalmasını sağlamak için harici güç kaynakları ile desteklenir. 2011 yılında Fukushima nükleer reaktörü, soğutma mekanizmasına giden standart ve acil durum güç kaynağının arızalandığı ve erimeye yol açan nadir bir olay yaşadı.

Araştırmacılar o zamandan beri pasif olarak soğutulan ve doğal soğutma yöntemlerini kullanan bir nükleer reaktör inşa etmeye çalışıyorlar. Bu tasarımlardan biri çakıl yatağı modülüne (HTR-PM) sahip bir yüksek sıcaklık reaktörüdür.

Geleneksel nükleer reaktörlerde enerji yoğun, büyük miktarda uranyum ve daha az miktarda grafit içeren yakıt çubukları kullanılır. HTR-PM reaktör tasarımında yakıt çubuğu ters çevrilir ve içinde uranyum bulunan büyük miktarda grafit kullanılır. Bu, yakıtın enerji yoğunluğunu çok daha düşük hale getirir, neredeyse büyük bir su kütlesindeki çakıl taşları gibi.

Bu yaklaşımın iki önemli avantajı vardır. Birincisi, nükleer fisyon reaksiyonunun geleneksel bir reaktörden çok daha yavaş gerçekleşmesi ve daha yüksek bir sıcaklığa çok daha uzun süre dayanabilmesidir. İkinci avantajı ise süreç boyunca üretilen fazla ısının daha geniş bir yakıt alanına dağılması ve iletim ve konveksiyon gibi pasif veya enerji tüketmeyen yöntemler kullanılarak soğutulabilmesidir.

Bu yaklaşım daha önce Almanya ve Çin'de inşa edilen prototip reaktörlerde gösterilmişti ancak tam ölçekli bir HTR-PM reaktörü henüz denenmemişti.

Interesting Engineering daha önce Çin'in fosil yakıtlara olan bağımlılığını azaltmak için nükleer enerjiye yönelik iddialı girişimlerini haberleştirmişti. Asya ülkesi daha önce görülmemiş ölçekte nükleer reaktörler inşa ediyor, ancak yeni bir teknoloji için ticari ölçekte bir nükleer reaktör denemesi Çin için de bir ilk.

Başarı da kolay gelmedi. Nükleer ve Yeni Enerji Teknolojisi Enstitüsü, 2016 yılında Shandong'daki bir tesiste ticari ölçekli HTR-PM'nin inşasına başladı ve sahanın bir yıl sonra teste hazır olması bekleniyordu.

Reaktör ancak Aralık 2023'te ticari işletmeye başladı. Harici bir kaynak olmadan kendi kendini soğutabileceğini göstermek için ekip, tam güçte çalışırken her iki modülü de kapattı ve reaktör içindeki sıcaklık hareketlerini izlemeye başladı.

Beklendiği gibi, reaktörler doğal olarak soğudu ve kapatıldıktan 35 saat sonra sabit bir sıcaklığa ulaştı.

Teknolojinin dezavantajı, mevcut nükleer reaktörlere uyarlanamamasıdır. Nükleer reaktörlerin erimeye dayanıklı olduğu bir gelecek inşa etmek için nükleer enerji endüstrisinin öncelikle HTR-PM reaktörleri inşa etmesi gerekecek.