Doktorant z Lublina chce zrewolucjonizować energetykę jądrową

Cel badań doktoranta Politechniki Lubelskiej jest prosty: urządzenie ma być tak bezpieczne, żeby mogło działać nawet w centrach miast oraz modułowe, żeby mogło powstawać w zakładach produkcyjnych w Polsce i być dostarczane w całości tam, gdzie będzie eksploatowane. Prace są już bardzo zaawansowane.

– Moja przygoda z energetyką jądrową zaczęła się przypadkiem, gdy dostałem pierwszą pracę po studiach. To był kontrakt przy budowie elektrowni w Finlandii. Byłem tam koordynatorem do spraw dokumentacji zamiennej – opowiada Grzegorz Mrugała. Największą zaletą tej pracy była możliwość poznania budowy większości instalacji znajdujących się wewnątrz nowoczesnej elektrowni jądrowej. Pozwoliło mi to na objęcie stanowiska jako specjalista ds. probabilistycznych analiz bezpieczeństwa w Narodowym Centrum Badań Jądrowych i dołączenie do zespołu projektowego reaktora HTGR-POLA.

Projekt doktoranta różni się od tradycyjnych elektrowni jądrowych. Po pierwsze dlatego, że do chłodzenia reaktora wykorzystywany jest gaz (w tym przypadku hel). Po drugie dlatego, że zmienia się sposób podawania paliwa do reaktora. Nie będą to już paliwowe pręty, a dobrze izolowane niewielkie kulki w grafitowych blokach. Tego typu rozwiązania powodują unikalną zdolność do odprowadzenia ciepła powyłączeniowego. Dzięki temu, nawet przy braku chłodzenia, reaktor po osiągnięciu temperatury ok. 1100 stopni Celsjusza wygasza się naturalnie i nie dochodzi do stopienia rdzenia.

– Zwiększa to znacznie bezpieczeństwo. W przypadku najbardziej popularnych reaktorów wodnych, teren wokół elektrowni nie może być zabudowany. Potrzebne jest wyznaczenie obszaru ograniczonego użytkowania. W przypadku reaktorów chłodzonych gazem takiej strefy praktycznie nie ma. Z naszych obliczeń wynika, że reaktor HGTR można stawiać nawet w centrum miasta, ponieważ obszar jego oddziaływania kończy się na ogrodzeniu – opowiada Grzegorz Mrugała.

Projekt wyróżniają też niewielkie rozmiary – najważniejsze elementy reaktora mają maksymalnie 7 metrów.

– Nasz obiekt jądrowy może oczywiście wykorzystywać ciepło do produkcji prądu elektrycznego. Jego największym atutem jest jednak możliwość wyprodukowania gorącej pary, która ma temperaturę 565 stopni Celsjusza, co pozwala na szerokie zastosowania w przemyśle. Takie ciepło wykorzystują największe zakłady przemysłowe m.in. w branży paliwowej, nawozów sztucznych, produkcji lekarstw i kosmetyków, a nawet stali i cementu – wylicza naukowiec. – To także alternatywny sposób produkcji wodoru lub odsalania wody morskiej bez konieczności wykorzystania energii z paliw kopalnych.

Polsko-japoński wysokotemperaturowy reaktor badawczo-demonstracyjny HTGR-POLA jest już na wysokim poziomie gotowości technologicznej, obejmującej projekt podstawowy wraz ze znaczną częścią Wstępnego Raportu Bezpieczeństwa (WRB), niezbędnego do jego licencjonowania i dalszych prac projektowych, a następnie rozpoczęcia budowy i uruchomienia.

– Polska jest właścicielem 50 procent praw intelektualnych projektu podstawowego HTGR-POLA. Istotną częścią projektu są między innymi badania materiałowe, które trwają nawet 10 lat. Dlatego, żeby przyspieszyć prace projektowe wykorzystaliśmy strategiczne partnerstwo pomiędzy NCBJ a Japońską Agencją Energii Atomowej. Naszym wzorcem był japoński reaktor testowy HTTR – opowiada doktorant Politechniki Lubelskiej. – W tej chwili nie mamy jeszcze decyzji lokalizacyjnej dla demonstracyjnego obiektu, ale na pewno będzie to w Polsce. Jeśli będzie taka wola polityczna, to może on powstać już za pięć lat.