Bill Gates: valmistame ette uue, 4. põlvkonna tuumajaama ehitamist

Uut tüüpi tuumajaam kulutab 50 protsenti vähem betooni ja tehnoloogia on ohutum. Sulasoolasalvestist (vasakul olevad silindrid) saab energiat kätte näiteks siis, kui tuule- ja päikeseenergiajaamad ei tööta. Foto: TerraPower

Tehnoloogiaettevõtja Bill Gates andis hoo sisse esimese uue põlvkonna tuumareaktori rajamisele Ameerika Ühendriikides, mis peaks tulema TerraPoweri ja Energeetikaministeeriumi ühisprojektina 2030. aastaks Kemmererisse, Wyomingi osariiki. Neljanda põlvkonna tuumajaam on naatriumtestreaktoriga, mis üle aastakümnete tähistab uue tehnoloogiaga tuumaenergia kasutuselevõttu USA-s.

Kuigi Ameerika Ühendriigid on olnud ajaloos üks juhtivaid riike kommerts-tuumaenergia arendamisel, on sealne tuumaenergiatööstus olnud juba aastakümneid soikus. Alates 1978. aastast on alustatud vaid kahe uue reaktori ehitust – viimast neist aga alles 2013. aastal, millele pole järgnenud ühtegi uut projekti.

Veelgi enam, kõik need ehitatud tuumajaamad on olnud tavalised «vanad» surveveereaktorid ja keevaveereaktorid ilma ühegi uuemat tüüpi reaktorita alates 1970. aastatest.

Selleks on mitmeid põhjuseid. Majanduslikud tegurid on ühelt poolt mänginud oma rolli, kuna enamik Ameerika reaktoreid on sisuliselt üksikud projektid, mille kõrged kulud tulenevad reaktoreid ümbritsevate ehitiste maksumusest. Poliitika on olnud teine tegur, kui võimas keskkonnakaitsjate lobigrupp on olnud rutiinselt vastu kõigile uutele projektidele ja surunud läbi piiravaid regulatsioone.

Bill Gatesi asutatud TerraPower loodab paari aastaga bürokraatia masinavärgist läbi saada ja alustada sellise uue tuumajaama ehitust 2026. aastal. Foto: TerraPower

Lisaks on veel ka tuumajäätmete probleem, kuna USA on keeldunud rakendamast selliseid hoiustamisvõimalusi või töötlemast tuumajäätmeid nii, nagu seda tehakse rutiinselt enamuses teistes riikides.

Siiski on tehnoloogiamiljardäril Bill Gatesil, kes asutas tarkvarafirma Microsoft, teistsugused ideed ja kuna tal oli mõni miljard dollarit tarkvaraärist «üle jäänud», asutas ta 2008. aastal TerraPoweri eesmärgiga ehitada esimene kommertslik IV põlvkonna tuumareaktor.

Naatriumreaktor koosneb kahest saarest: tuumasaar ja energiasaar

TerraPower Natrium on 345-megavatine sulanaatriumreaktor (naatrium on seal kasutusel soojuskandjana), mis ühendatud 1 GWh mahuga sulasoola energiasalvestussüsteemiga, mis on mõeldud toimima varutoiteallikana taastuvatele energiaallikatele nagu tuul ja päike. Idee on selles, et reaktor toodab pidevalt energiat, mis on kõige tõhusam lähenemisviis, ja salvestab selle energia kuumusena sulasoolamahutites.

Kui nüüd tuul ei puhu või puhub liiga tugevalt või päike ei paista, kasutatakse kuuma sulasoola veeauru tootmiseks, et pööritada tavalisi auruturbiine ja toota nendega ühendatud generaatoritega elektrit.

Tuginedes GE Hitachi PRISMi integreeritud kiiretel neutronitel põhinevale reaktorile, on Natrium modulaarne basseini-tüüpi vedelnaatriumjahutusega reaktor, mis töötab kõrge puhtusastmega, aga madala rikastusastmega uraanikütusel (HALEU), mis sisaldab 5 kuni 20 protsenti puhast uraani.

Kasutades jahutina vee asemel naatriumit, on reaktoril 785 Kelvini suurune temperatuurivahemik, mis on kaheksa korda laiem, kui tavalisel veel. Lisaks võib naatrium töötada normaalse õhurõhuga ega ole korrodeeriva iseloomuga nagu on tavaline vesi.

TerraPower Natriumi reaktori tehnilised näitajad

Reaktori soojusväljund: 840 MWt

Tuumasaare energiaväljund: 345 MWe

Energiasalvesti energiaväljund: 100-500 MWe 5,5 tunni jooksul, võimsuse kasv 10% minutis

Efektiivsus: 3 korda tõhusam kui tavalised tuumareaktorid

Ehituse sääst: ~50% vähem betooni, terast ja kohapealset tööjõudu võrreldes seniste tuumajaama tehnoloogiatega

Ehituse kiirus: ~36 kuud betooni valamisest kütuse laadimiseni

Töötemperatuur: 500 kraadi Celsiuse järgi

Töörõhk: madal (atmosfäärirõhk)

Allikas: TerraPower

Reaktorit on reklaamitud ka kui sisuliselt ohutut, kuna säärane disain piirab automaatselt tuumareaktsiooni ja hädaolukorras on seiskamisprotseduur passiivne, toimides vaid gravitatsioonijõul ehk Maa raskusjõul. Kui midagi juhtub, jääb jaam lihtsalt seisma ja hakkab jahtuma.

Teiseks eeliseks on see, et jaam on palju väiksem, kui tavapärased tuumaelektrijaamad, kiiremini ja odavamalt ehitatav ning kolm korda efektiivsem.

Bürokraatia masinavärk jahvatab tuumaenergia lahendusi aeglaselt

Siiski on 10. juunil 2024 toimunud jaama arendamise «avamine» sümboolne, sest USA Tuumaenergia Reguleerimiskomisjon on alles hakanud TerraPoweri ehitusluba läbi vaatama ja bürokraatia rattad pöörlevad selles valdkonnas äärmiselt aeglaselt, eriti kui tegemist on uue tehnoloogiaga.

Selle tulemusena keskendub Gatesi sõnul ettevõte praegu pigem mitte-tuumaosa rajamisele, sealhulgas auruturbiinidega energiasaare loomisele.

Uue tuumajaama ehituse «avamine» oli siiski sümboolne, sest enne ehitust tuleb läbida bürokraatia kadalipp. Foto: TerraPower

Kui taotlused osutuvad edukaks, võiks reaktori enda ehitus alata alles 2026. aastal.

«Usun, et järgmise põlvkonna tuumaelektrijaam, mida TerraPower siin ehitab, varustab meie rahva ja maailma tulevikuenergiaga,» ütles Gates avamisel, «kõik, mida me teeme, töötab ju elektri peal: hooned, tehnoloogia ja üha enam ka transport. Meie majandus- ja kliimaeesmärkide saavutamiseks vajame rohkem, mitte vähem puhast energiat. Kemmereris toimunud sündmus saab peagi üheks Ameerika energiatuleviku nurgakiviks.»

Allikad: GatesNotes ja New Atlas