Atomerőmű, 2011 (34. évfolyam, 1-12. szám)
2011-01-01 / 1. szám
10 2011. január paksi atomerőmű MIT-tanulmány - új üzemanyagciklus-paradigma kell Mining & Conversion ÜO,Fuel Light Water LWR5NF Milling & Enrichment Fabrication Thermal Reactor Storage ^ ReP°s,tory Fast Neutron Reactor A zárt nukleáris üzemanyagciklus vázlata Az amerikai Massachusetts Institute of Technology (MIT) 2010 végén tanulmányt publikált a nukleáris ciklus belátható jövőjéről a világban és az Amerikai Egyesült Államokban. A szerzők úgy találták, hogy az uránkészletek sokkal nagyobbak, mint azt korábban feltételezték. Ezért szerintük az USA- ban továbbra is a jelenlegi, egyszer használatos fűtőanyaggal működő könnyűvizes (LWR) reaktorok dominálnak majd, mert ezek létező, megbízható és kipróbált konstrukciók, igazoltan biztonságosan és gazdaságosan működnek, emellett nagy számban megépíthetők bármely jövőbeli atomenergetikai forgatókönyvben előre jelzett elektromosenergia-igény kielégítésére. A jelenleg üzemelő LWR-reaktorok üzemideje 60 évre szól, sőt valószínűleg meg is hosszabbítható. Más reaktortípusok gazdasági hasznosítása csak sokkal később lehet realitás, a hosszú tervezési, tesztelési és tervengedélyezési idő miatt. A tanulmány szerint ezért és a nagy költségek miatt ebben az évszázadban valószínűleg nem lesz szükség a nagy konverziós hatásfokú (képződő hasadó anyag/kiinduló hasadó anyag) gyorsreaktorokra a fenntartható nukleáris ciklus megvalósításához. Az 1-es körüli konverziós hatásfok elegendő a fenntarthatósághoz és számos alternatív nukleáris ciklus megvalósítását teszi lehetővé, úgymint: • Teljesen új típusú reaktorok, például kemény spektrumú LWR kifejlesztése a hagyományos gyorsneutronos nukleáris üzemanyag-ciklusban működő reaktorok helyett. • Gyorsreaktorok kifejlesztése, melyek kis dúsítású uránnal is indíthatók nagy dúsítású urán vagy plutónium helyett - így kiküszöbölhető az LWR-reaktorok kiégett fűtőelemeinek reprocesszálása. Ezek az új reaktortípusok lehetővé teszik a rendelkezésre álló urán- és tóriumkészletek teljes hasznosítását, valamint jelentősen fejlettebb gazdasági, nonproliferációs, környezetvédelmi, nukleáris és sugárbiztonsági valamint hulladékkezelési jellemzőkkel rendelkezhetnek majd. A következő évtizedeket arra kell felhasználni, hogy a felhatalmazott intézetek a K+F tevékenység fókuszálásával kidolgozzák az új nukleáris üzemanyagciklus működésének feltételeit. A tanulmány szerint az új koncepcióból következik, hogy a kiégett fűtőelemek legoptimálisabb kezelése középtávon az átmeneti tárolókban való elhelyezés. Ez biztosítja a hulladékkezelés gazdasági hatékonyságát és a következő egy-két évtizedben kidolgozandó nukleáris üzemanyagciklusopció flexibilitását, vagyis tág teret hagy a későbbi felhasználási lehetőségeknek. A tanulmányban javasolt 100 év nagyságrendű átmeneti tárolás egyáltalán nem zárja ki, hogy az időszak vége előtt sor kerülhet a kiégett fűtőelemek reprocesszálására, vagy esetleg végleges elhelyezésére. Ezt az időközben elvégzendő kutatások lesznek hivatva eldönteni. Azonban nem lehetetlen, hogy a kutatások eredményeként a kiégett fűtőelemek mélységi geológiai elhelyezése lesz a kiválasztott opció az újrahasznosítás helyett. A tanulmány készítői úgy látják, hogy az Egyesült Államoknak szövetségi tulajdonú központi átmeneti kiégett fűtőelemtárolót kellene létesítenie, ahová legelőször a leszerelt atomerőművek fűtőelemeit helyeznék el. Bármi lesz is a kiégett fűtőelemek sorsa, akár a feldolgozás, akár az átmeneti tárolás, szükség lesz a radioaktív hulladék végleges elhelyezésére. A végleges tárolók létesítésének nem csak tudományos, gazdasági és pénzügyi feltételei vannak, nagyon fontos a különböző társadalmi igények és szempontok minél teljesebb figyelembe vétele. Ez biztosíthatja a hulladék-elhelyezés választott módjának lakossági elfogadottságát. A tanulmány egy új K+F program elindítását javasolja alternatív végleges hulladék-elhelyezési helyszínek és módszerek kidolgozása és szelekciója céljából a jelenleg létező (nemrégiben leállított) egyetlen elhelyezési opció (Yucca Mountain Project) helyett. A kiválasztás alapjául a szerzők a hulladékkezelési opciók nukleáris üzemanyagciklusba integrált kockázatbecslését javasolják. A tanulmány fő következtetése, hogy elegendő idő áll rendelkezésre a jelenlegi nyitott üzemanyagciklusból való elmozduláshoz és ahhoz, hogy megtervezzük a fenntartható atomenergia stratégiáját, a konkrét megvalósítás formáit pedig a jövő kutatásai mutatják majd meg. forrás: MIT Study on the Future of the Nuclear Fuel Cycle, 2010 Massachusetts Institute of Technology. http://web.mit.edu/mitei/docs/ spotlights/nuclear-fuel-cycle.pdf Dr. Szerbin Pável Aktuális információk, évfordulók Január 16. - Jámbor Pál költő, író és politikus születésnapja Pakson e napon született Jámbor Pál (1821-1897) költő, író, politikus és igazgató-tanár. Az írói álnevei közül legismertebb az 1843- tól használt Hiador. Az 1988. október 6-án megalakult Jámbor Pál Társaság javaslatára Paks Város Önkormányzata és a Paksi Atomerőmű Zrt. vezetése 1998. március 15-én Jámbor Pál-mellszobrot állíttatott a Szent István téren. Január 22. - A Magyar Kultúra Napja 1823. január 22-én készült Kölcsey Ferenc szatmárcsekei házában a költő alkotása, a „Hymnus, a Magyar nép zivataros századaiból”, amely nemzetünk Himnusza lett. A vers születésnapja a Magyar Kultúra Napja. Január 29. - Mérnökbál a Műegyetemen A Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, a Budapesti és Pest Megyei Mérnöki Kamara, a Makadám Mérnök Klub közreműködésével január 29én rendezi meg a 15. Országos Mérnökbált a Műegyetem központi épületében. Február 1 -A Magyar Köztársaság Emléknapja A köztársasági gondolat is hagyományokkal rendelkezik hazánkban. Annak emlékére, hogy 1946. február 1-jén az országgyűlés törvényt fogadott el a köztársasági államformáról, a kormány 2005. július 27-i döntése alapján e nap a Magyar Köztársaság Emléknapja. Február 5. - Mérnökbál Szekszárdon A Tolna Megyei Mérnöki Kamara (TMMK) február 5-én rendezi az immáron 15. farsangi Mérnökbált Szekszárdon, a PTE Illyés Gyula Pedagógiai Főiskolai Kar Aulájában. A zenét a bonyhádi Royal zenekar szolgáltatja. Bővebb információ: www.tmmk.hu Február 6. - A ma&ar űrkutatás kezdete, Bay Zoltán holdradar-kísédete Az először 1994-ben megtartott rádiótechnikai napon a szakemberek arra a bravúrra emlékeztek, hogy Bay Zoltán és kutatócsoportja 1946. február 6-án a saját fejlesztésű radarral - a világon akkor egyedülálló eljárással - megmérte a Föld és a Hold közötti távolságot. Azóta e napot tekintik a magyar űrkutatás kezdetének. Február 7.- A föderatív Európai Unió születésnapja Az Európai Közösségek tagállamai 1992. február 7-én a hollandiai Maastrichtban írták alá a föderatív Európa, az Európai Unió alapjait lerakó szerződést. 1991. december 11-én az Európai Közösség (EK) 12 országának vezetője megállapodott az 1957-es római szerződéssel létrehozott és az 1987-es okmánnyal módosított EK helyébe lépő szervezet alapszerződésében, és annak később megvalósítandó gazdasági és pénzügyi uniójában. Sipos László KITEKINTÉS A VILÁG ENERGIAHELYZETÉRE A NEMZETKÖZI ENERGIA ÜGYNÖKSÉG (IEA) TANULMÁNYA A 2008-2009-es válság miatt a világ energiaipara eddig páratlanul bizonytalan időszakát élte. Ebben a helyzetben a megbízható középtávú energetikai tervezés igen nehéz feladat. Az utóbbi években megfigyelhető volt a politikai akarat határozottabbá válása egy klímavédelmi megállapodás megkötésére a globális éghajlatváltozás megállítása céljából és a kis hatékonyságú fosszilis energiaforrások támogatásának megreformálására. Emellett a megújuló energiák szerepe fokozatosan felértékelődött, állami támogatásukat a kormányok fiskális politikájuk részévé tették. Sajnos a 2009. decemberi koppenhágai klímakonferencia gyakorlatilag kudarcnak tekinthető, mert a főbb kibocsátó országok egy mindössze nem kötelező érvényű megállapodást tudtak kötni a üvegházgáz (ÜHG) kibocsátás-csökkentésről. A Koppenhágai Megegyezésben lefektetett vállalások messze nem elégségesek ahhoz, hogy a globális éghajlatváltozást megállítsuk. A G20 pittsburgi vállalása ezzel szemben arról szól, hogy a fosszilis üzemanyagok pazarló fogyasztásra ösztönző állami támogatását szüntessék meg, mindez ideiglenes gyógyír a koppenhágai csúcs sikertelenségére. Ez a vállalás tükrözte azt a felismerést, hogy a támogatások eltörlése növeli az energiabiztonságot, csökkenti a levegőszennyezést és gazdasági hasznot hoz. Az importáló országokban a támogatás az állami költségvetést terheli meg, az exportáló országokban pedig a források gyorsabb kimerüléséhez vezet, ezáltal hosszú távon csökkenti a bevételeket. Mindezek a tényezők rávilágítottak arra, hogy elengedhetetlenül szükséges a világ energiarendszerének megreformálása. A jelen kitekintésben bemutatott vizsgálatban az IEA komplexen elemezte a világban várható energetikai változásokat 2035-ig az éghajlatvédelmi követelmények tükrében. Különböző energetikai és kibocsátási forgatókönyveket vizsgáltak: Jelen Politikák Forgatókönyv (korábban Referencia Forgatókönyv); Új Politi kák Forgatókönyv, amely figyelembe veszi a világban bejelentett vállalások és tervek széles spektrumát; 450 Forgatókönyv, melyben a 2 “C globális éghajlat-felmelegedési korlát megvalósítása a központi cél. Az elemzés megállapította, hogy a jelenleg érvényes vállalásokat is figyelembe vevő Új Politikák Forgatókönyv szerint a fosszilis tüzelőanyagok iránti kereslet 2035-ig nem csökken, hanem nő. A fosszilis energiahordozók fogják fedezni a primer energia kereslet-növekedés több mint felét - az olaj marad a domináns. Az atomenergia termelése marginális mértékben növekszik a 2008-as 6%-ról 8%-ra 2035-re. A növekedés a főleg a fejlődő országokban megvalósuló 360 GW új kapacitásnak és annak köszönhető, hogy több atomerőmű üzemidejét sikerül meghosszabbítani. A foszszilis tüzelőanyagok kiterjedt használata miatt nő a szén-dioxid-kibocsátás, a légköri szén-dioxid-koncentráció 650 ppm C02eq szinten stabilizálódik. Ez megengedhetetlen, mert a tudósok szerint a légkör 3,5 °C-os felmelegedésével jár hosszú távon, ami visszafordíthatatlan éghajlatváltozást okozhat. A globális felmelegedés 2 °C-on belül tartásához a légköri szén-dioxid koncentráció 450 ppm C02eq szinten való stabilizálása, ehhez pedig a globális energiarendszer mélyreható átalakítása szükséges. Ezért a kormányoknak sokkal ambiciózusabb célokat kell megfogalmazniuk és megvalósítaniuk, mint amelyek a Koppenhágai Nyilatkozatban szerepelnek, valamint a fosszilis tüzelőanyagok állami támogatását a G20 által jóváhagyottnál gyorsabban meg kell szüntetni. Az IEA 450 Forgatókönyv szerint az olajkereslet csúcspontját már 2020 előtt eléri, a szénigény 2020 körül tetőzik, majd 2035-re mindkettő visszaesik. Az atomenergia és a megújulok részaránya az energiamixben a jelenleginek kétszeresére nő és 2035-re eléri a 38%-ot, ezen belül az atomenergia termelése 50%-al nő a mai szinthez képest. A szénbefogás és tárolás (CCS) jelentős szerepet játszik az áramtermelő szektor kibocsátásainak csökkentésében. A bioüzemanyagok és a fejlett közlekedési eszközök (hibrid, feltöltős hibrid és elektromos autók) széleskörűen elterjednek. A költségek óriásiak, de ha a nemzetközi közösség tovább halogatja a megoldást, még nagyobbak lesznek: a 450 Forgatókönyvben a kis kibocsátású technológiák járulékos költsége (üzleti befektetések és lakossági kiadások) 18 trillió $-al több, mint a Jelenlegi Politikák Forgatókönyvében. Primer energiakereslet változása energiaforrások szerint és régiónként az IEA Új Politikák Forgatókönyv alapján 2008-2035 között forrás: World Energy Outlook 2010, OECD/IEA 2010, http://www.iea.org Újabb üzemidő-hosszabbítás az Államokban lowa állam egyetlen atomerőműve húsz évvel meghosszabbíthatja a korábban negyven évre tervezett üzemét. A Duane Arnold erőmű 1974-ban kapta meg a működési engedélyt, ez 2014-ig tette lehetővé az üzemelést. A hetven százalékban tulajdonos NextEra Energy Incorporation cég közleménye szerint az amerikai nukleáris hatóság jóváhagyta a megnövelt üzemidőt. Az engedélyezési folyamat két évet vett igénybe. A cég honlapján az olvasható, hogy az 592 megawattos erőmű 600 ezer háztartás számára biztosítja a villamos energiát a térségben. Kuvait 600 millió euróval bevásárolja magát az Arevába Az Areva közleménye szerint szuverén francia és kuvaiti pénzügyi alapokból növelik a francia cég alaptőkéjét. A cég bejelentésében az áll, hogy az igazgatótanács megvizsgálta és jóváhagyta a 900 millió eurós tőkeemelést, amely 7,2%-os bővítésnek felel meg. A Kuwait Investment Authority (KIA) ebből 600 millió eurót fizet, amelyért 4,8%-os részesedéshez jut. Háromszázmillió eurónyi összeget a francia állami részesedéskezelő ügynökség (APE) tesz be a kasszába (2,4 százalék). Az illetékes minisztériumok szerint a kuvaiti tőkével a francia óriáscég törzsalaptőkéje 11,5 milliárd euróra növekedik. A francia kormány 2011 első negyedévében további Areva részvényeket bocsát eladásra. Forrás: NucNet és NEI SmartBrief MOX-alkalmazások Japánban A japán Takahama-3 atomerőművi blokkon (870 MW-os, nyomottvizes típus) december elején fejezték be az üzemanyag betöltését a reaktorba, amely nyolc darab kevert urán-plutónium-oxiddal (MOX) ellátott üzemanyagcellát is tartalmazott. A Kansai Electric Power cég által tulajdonolt és üzemeltetett blokkon a szokásos felük vizsgálat után az egység megkezdi üzemét Az előrejelzések szerint 2011 januárja végére éri el névleges teljesítményét a blokk. Az országban tizenkét évvel ezelőtt született nemzeti megegyezés a MOX használatáról. Jelenleg hat forralóvizes és öt nyomottvizes egység számára engedélyezett az új típusú üzemanyag használata. November 26-án a szakminisztérium megadta az üzemeltető Hokkaido Electric Power Co. számára a MOX használatára vonatkozó engedélyét, igya Tomari-3 blokkon maximum 40 új típusú üzemanyagköteget keverhetnek az összesen 157 darab köteg közé. Az engedély birtokában a cég szerződést kötött a TEPCCkval, hogy attól kb. 40 kilogramm plutóniumot vásárolhas son. A plutónium reprocesszálására Franciaországban került sor, és ott is fogiák előállítani az üzemanyagot Még üzemeltetni fogják, de már keresik a Mihama-1 blokk utódját November 24-én a Kansai Electric Power Co. hivatalosan bejelentette, hogy új blokk építésének lehetőségét vizsgáló tevékenységbe kezdett, aminek célja a 340 megawattos, nyomottvizes Mihama-1 blokk kiváltása. Mivel azonban rendelkezik a nemzeti kormány engedélyével a hosszú távú üzemeltetésre a blokkra vonatkozóan, a korábban tervezett 40 éves üzemeltetési ciklus után is üzemben kívánja tartani azt. Ehhez a helyi önkormányzatok hozzájárulását is megszerezték. Jelenleg úgy látszik, hogy még további tíz évet üzemelhet a blokk. A majdan leállítandó blokk helyettesítésére szánt egység építése érdekében el kell végezni a környék állat- és növényvilágának, topográfiájának és geológiai adottságainak vizsgálatát. A teljes vizsgálat várhatóan egy évet vesz igénybe. A cég 2030-ig tartó terveiben szerepel más, öregebb atomerőművek helyettesítése is új blokkokkal. Forrás: Japan Atomic Industrial Forum, 2010. december, Varga József Dr. Szerbín Pável
