Egy új, tóriumalapú üzemanyag áttörést hozhat az atomenergiában, mivel számos meglévő reaktorban is használható és már jövőre piacra kerülhet! Bár a paksi erőmű új blokkjai sem lesznek alkalmasak a tórium használatára, mégis a fűtőanyagpiac átalakulása a hazai energiatermelésre is hatással lehet.
A Clean Core Thorium Energy (CTTE) nevű amerikai kutató-fejlesztő cég a napokban 15,5 millió dolláros, azaz mintegy hatmilliárd forintos finanszírozást kapott az Advanced Nuclear Energy for Enhanced Life (ANEEL) üzemanyag-technológia fejlesztésére és kereskedelmi bevezetésére. Az összeg nem tűnik óriásinak a nukleáris piacon, e fejlesztés jelentősége azonban bőven túlmutat ezen az ügyleten.
Az ANEEL jelentőségét az adja, hogy egy tórium és nagy mennyiségű, alacsony dúsítású urán (HALEU) keverékéből álló üzemanyag, amely
közvetlenül használható a meglévő nehézvizes reaktorokban (CANDU/PHWR) anélkül, hogy jelentős műszaki módosításokra lenne szükség.
A beruházás célja az ANEEL üzemanyag további tesztelése és engedélyeztetése, amelyhez az Idaho National Laboratory (INL) és a Canadian Nuclear Laboratories (CNL) közreműködésével folytatott kutatások adnak alapot. A technológia 2026-ra tervezett kereskedelmi bevezetése új korszakot nyithat a nukleárisenergia-termelésben.
Tórium mint alternatív nukleáris üzemanyag
A tórium egy ígéretes alternatíva a hagyományos uránnal szemben, amelynek számos előnye van.
– Biztonságosabb működés: a tóriumalapú üzemanyagok nem hajlamosak ellenőrizetlen láncreakciókra, így csökkenthető a súlyos balesetek kockázata.
– Hatékonyabb energiatermelés: a tórium nagyobb energiahozamot biztosít, mint a hagyományos, uránalapú fűtőelemek.
– Jelentősen csökkentett nukleárishulladék-termelés: egy 220 MW-os reaktor esetében az ANEEL fűtőanyag 175 ezer helyett mindössze 22 ezer üzemanyagköteget igényel, így jelentősen kevesebb hulladék keletkezik.
Jelenleg India, Kína és Dánia vezet a tóriumreaktorok fejlesztésében, míg Svájc is csatlakozik az új technológiák bevezetéséhez a 2026-ra tervezett első ilyen létesítményével.
Az ANEEL-forradalom jelentősége
Az ANEEL-technológia egyik legnagyobb előnye, hogy – mint fentebb írtuk – a meglévő nehézvizes reaktorokban anélkül használható, hogy ahhoz jelentős infrastrukturális módosításokat kellene végrehajtani.
Legfőbb tulajdonsága a 3,5-4-szer magasabb kiégés, vagyis az ANEEL akár 60 GWd/tonna teljesítményt is elérhet, míg a hagyományos uránüzemanyagok legfeljebb 15-20 GWd/tonnát biztosítanak.
(A GWd/tonna – gigawattnap per tonna – az atomreaktor üzemanyagának kiégési szintjét jelzi, vagyis azt mutatja meg, hogy egy tonna nukleáris üzemanyag mennyi energiát termelt. Az 1 GWd/tonna azt jelenti, hogy egy tonna üzemanyag egy gigawatt teljesítménnyel egy napig termelt energiát – a szerk.)
Ahogy említettük, előnye még, hogy a használatával jóval kevesebb nukleáris hulladék keletkezik. A fűtőanyag hatékonysága miatt jelentősen, körülbelül a hagyományos megoldás nyolcadára (!) csökkenti a kiégett fűtőelemek mennyiségét, ami hosszú távon nagyságrendekkel környezetbarátabb működést tesz lehetővé. Ráadásul az ANEEL fejlesztése már előrehaladott állapotban van, nem csak egy olyan távoli ígéret, mint a fúziós reaktorok.
Tavaly például sikeres teszteket végeztek az Idaho National Laboratory (INL) kutatóközpontban. Mi több: a rendszer megkapta a kanadai nukleáris hatóság (CNSC) előzetes engedélyét, így a hírek szerint 2026-ra tervezik is az újfajta fűtőanyag kereskedelmi bevezetését.
Ugyanakkor Magyarországot legfeljebb közvetetten, a fűtőanyagpiac változása révén érintheti ez a trend, mivel sem a régi, sem az új, Paks II.-be tervezett VVER–1200 típusú hazai reaktorok sem kompatibilisek az ANEEL üzemanyaggal, miután az kizárólag nehézvizes reaktorokban (CANDU/PHWR) alkalmazható. A VVER–1200 egy nyomottvizes reaktor (PWR), amely teljesen eltérő technológiát használ.
Az említett CANDU egy védjegyzett, kanadai fejlesztésű nehézvizes reaktortípus, amely a Pressurized Heavy Water Reactor (PHWR) technológiai kategóriába tartozik. Míg a CANDU kizárólag a kanadai Atomic Energy of Canada Limited tulajdona, addig a PHWR egy általánosabb megnevezés, amely az indiai és más országokban fejlesztett nehézvizes reaktorokat is tartalmazza. (Ha konkrétan a kanadai technológiára utalunk, a CANDU rövidítés a helyes, míg a PHWR kifejezést általánosságban használjuk a hasonló típusú reaktorokra.)
Átalakuló nukleárisfűtőanyag-piac
Ugyanakkor az, hogy az épülő paksi erőműre direktben nem hatnak az új trendek, nem feltétlenül jelenti azt, hogy semmilyen hatása nem várható. Ugyanis
a globális fűtőanyagpiacot és az atomerőmű-építéseket várhatóan már pár éven belül alaposan átalakíthatja ez a trend, hiszen a tórium iránti kereslet várhatóan folyamatosan növekedhet.
Becslések szerint idén a globális tóriumos reaktorpiac értéke 4,5 milliárd dollár felett alakulhat, és 2032-re várhatóan közel 9 milliárd dollárra növekszik. A növekedési ütem (CAGR) pedig 10,1 százalékos lehet, ami igen jelentős várható al-ágazati fejlődésre utal. A piacon belül kiemelkedő szerepet játszik majd egy másik technológia, a folyékony fluoridos tóriumreaktorok (LFTR) is, amelyek az idén a piac 35,4 százalékát teszik ki.
Nemzetközi nukleáris fejlesztések
– India: a világ legnagyobb tóriumkészletével (846 ezer tonna) rendelkezik, és fejleszti saját Advanced Heavy Water Reactor (AHWR)-technológiáját. Az ország két legnagyobb energetikai vállalata, az NTPC és az L&T stratégiai partnerséget kötött a CCTE-vel.
– Kína: 2023-ban már üzembe helyezte az első kísérleti olvasztott sós tóriumreaktorát, és 2030-ra egy 373 MW-os elindítását tervezi.
– Nyugat-Európa és az Egyesült Államok egyelőre alig halad a tóriumreaktorok bevezetésével, elsősorban a szabályozási akadályok és a magas beruházási költségek miatt.
Kihívások és fejlesztési akadályok
Bár az ANEEL üzemanyag és más tóriumalapú technológiák, például az említett LFTR, jelentős előrelépést kínálnak a nukleárisenergia-termelésben, az alábbi akadályok továbbra is fennállnak:
– szabályozási és engedélyezési problémák: az új típusú üzemanyagok bevezetése hosszadalmas és költséges szabályozási folyamat, különösen a nyugati országokban,
– magas kezdeti beruházási költségek: a tóriumalapú reaktorok fejlesztéséhez jelentős tőkére van szükség, ami lassíthatja a technológia elterjedését,
– ellátási láncok és alapanyagok biztosítása: a HALEU előállításához jelenleg korlátozottak a kapacitások, ami akadályozhatja az ANEEL üzemanyag széles körű alkalmazását.
A CCTE fejlesztésének jelentősége
A Clean Core Thorium Energy által fejlesztett ANEEL üzemanyag, illetve a teljes technológia, tehát jelentős áttörést hozhat a nukleáris iparban, mivel lehetővé teszi a tóriumalapú energiatermelést a meglévő nehézvizes reaktorokban. A nagyobb hatékonyság, a kisebb hulladékmennyiség és a fokozott biztonság mind azt mutatja, hogy az ANEEL ígéretes alternatíva lehet a tisztán uránalapú üzemanyagokkal szemben.
Amennyiben at ANEEL bárhol, például akár csak Indiában sikeresen piacra kerül 2026-ban vagy egy-két évre rá, az alapjaiban változtathatja meg a nukleárisenergia-termelés hatékonyságát és fenntarthatóságát, így várhatóan a fűtőelemek áralakulását is.
Fotó: Pixabay (illusztráció)
Források:
Clean Core Thorium Energy Raises $15.5M in Series Seed
Thorium Reactor Market Size and Forecast
Как залежи тория помогут Индии развить атомную энергетику
‘It’s an efficient machine to destroy nuclear waste’: nuclear future powered by thorium beckons
