Üç yıllık 50 milyon Brezilya Reali (9,1 milyon ABD Doları) tutarındaki proje, özel ve kamu sektörü kuruluşlarını bir araya getirerek ısı borularıyla çekirdek soğutmalı 5 MWt’lik bir mikroreaktör konseptini geliştiriyor.
Ulusal Nükleer Enerji Komisyonu (CNEN) projesi, Brezilya’da 3-5 MW’lık bir mikro reaktörün geliştirilmesinin fizibilitesini göstermeyi amaçlıyor. Vizyon, mikro reaktörün 40 fitlik bir konteynere sığması ve yakıt ikmali gerektirmeden 10 yıldan fazla uzaktan çalıştırılabilmesi.
Bu yılın başlarında Industrias Nucleares do Brasil, Brezilya’nın planlanan mikro reaktörüne uygulanabilecek kritik teknolojilerin geliştirilmesi ve test edilmesi için Bilim, Teknoloji ve İnovasyon Bakanlığı ve Araştırmalar ve Projeler Finansman Ajansı ile bir sözleşme imzaladı.
Proje ayrıca, donanma, Enerji ve Nükleer Araştırma Enstitüsü ve Nükleer Mühendislik Enstitüsü de dahil olmak üzere araştırma merkezlerini, üniversiteleri ve diğer kuruluşları bir araya getiriyor.
Mikro reaktör projesine, geçen hafta Paris’teki Dünya Nükleer Fuarı’nda konsepti sunan Diamante Energia, Núcleo Brasil Energia ve Terminus liderlik ediyor. İlk ünitelerin sekiz ila on yıl içinde faaliyete geçmesi hedefleniyor.
Projenin “Brezilya’da uranyum, berilyum ve niyobyum gibi stratejik ve bol miktarda bulunan malzemeler ve katmanlı üretim yoluyla üretim tekniklerindeki en son teknoloji kullanılarak yeni alaşımların üretimini” öngördüğü belirtiliyor.
Brezilya Nükleer Endüstrileri (INB), nükleer yakıt ve özel mühendislik hizmetlerinin tedarikinden ve teknik ve idari destekten sorumlu olacak.
Ulusal Nükleer Enerji Komisyonu, gelişmelerle ilgili bir güncellemede, ısı boruları için hangi akışkanın kullanılacağının belirlenmesi gerektiğini belirtti. Bu akışkanların genellikle “yüksek ısı iletkenliği, düşük erime noktası ve geniş çalışma aralığı nedeniyle sodyum (Na) veya ötektik bir alaşım (sodyum-potasyum, NaK)” olacağı belirtildi.
Termal enerjinin elektrik enerjisine dönüştürülmesi için iki alternatifin araştırıldığı belirtildi: “(1) Kapalı Brayton çevrimi – ısı borusu tarafından salınan ısı, bir ısı eşanjöründe basınçlı gaz halindeki bir sıvıyı (genellikle helyum (He) veya karbondioksit (CO₂)) kaynama noktasına kadar ısıtır. Sıcak gaz bir mikrotürbin içinde genleşerek bir elektrik jeneratörünü çalıştırır. Daha sonra gaz soğutulur ve tekrar sıkıştırılarak çevrim kapatılır” veya “(2) Stirling çevrimi – ısı borularından gelen ısı, gaz (helyum veya hidrojen) içeren kapalı bir silindiri ısıtır. Gaz, döngüsel olarak ısıtılır ve soğutulur ve doğrusal bir elektrik jeneratörünü çalıştıran bir pistonu hareket ettirir. Sistem kapalı, sessiz ve yanmasız bir şekilde çalışır.”
Mevcut düzenlemeler büyük tesisler için tasarlandığından, olası teknik darboğazlar lisanslama olarak listelenmiştir. Ayrıca maliyetler, ölçek, güvenlik, uzun vadeli güvenilirliği sağlamak için ısı borusu soğutma sistemlerinin test edilmesi ve doğrulanması da önemlidir.
Pasif güvenlik sistemleri, TRISO nükleer yakıtı gibi yeni yakıtlar, gelişmiş simülasyonların gelişmiş yetenekleri ve iş birliğine dayalı çalışmanın daha geniş kapsamlı faydaları olumlu teknolojik gelişmeler olarak sıralanıyor.
Üç yıllık projenin sonunda, planlanan temel teknolojilerin gösterilmesi ve Brezilya düzenleyicilerinden ilk yasal izinlerin alınması öneriliyor.
Mikro reaktör için önerilen gelecekteki kullanımlar arasında, uzak kasabalara, hastanelere ve fabrikalara güvenilir güç sağlamak ve dizel jeneratörlere olan bağımlılığı azaltmak yer alıyor. Komisyon Mart ayında şunları söyledi: “Proje şu anda matematiksel modelleme ve ön çalışmalar aşamasına karşılık gelen TRL 3 teknolojik hazırlık seviyesinde. Amaç, teknolojinin pratik uygulamaya daha yakın bir şekilde ilgili bir ortamda sergilendiği TRL 6 seviyesine ulaşmak.”
Dünya genelinde farklı geliştirme aşamalarında çeşitli mikro reaktör projeleri bulunmaktadır. Küçük modüler reaktörler genellikle 300 MW’a kadar reaktörleri içerirken, Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı (IEA) mikro reaktörlerin yaklaşık 20 MW’a kadar kapasiteye sahip reaktörler olduğunu ve konteyner tabanlı reaktörlerin özellikle izole bölgeler de dahil olmak üzere çok çeşitli potansiyel lokasyonlara taşınabilme kapasitesine sahip olduğunu belirtiyor.
IEN/CNEN araştırmacısı Maria de Lourdes Moreira şunları söyledi: “Mevcut hükümetin yeniden sanayileşme ve teknolojik egemenlik politikasıyla uyumlu olan mikro reaktör, Brezilya enerji inovasyonunda yeni bir aşamayı simgeliyor – sürdürülebilir, stratejik ve tamamen ulusal.”
Brezilya’nın şu anda ülke elektriğinin yaklaşık %3’ünü üreten Angra 1 ve Angra 2 adlı iki faal güç reaktörü bulunuyor. Siemens/KWU 1405 MW basınçlı su reaktörünü içerecek olan Angra 3 projesi üzerindeki çalışmalar 1984 yılında başladı, ancak iki yıl sonra inşaat başlamadan önce askıya alındı. Proje 2006 yılında yeniden canlandırıldı ve ilk betonarme inşaatı 2010 yılında tamamlandı. Ancak, devlet ihalelerine yönelik bir yolsuzluk soruşturması nedeniyle, ünitenin inşaatı 2015 yılında %65 oranında tamamlandığında ikinci kez durduruldu. O zamandan beri yeniden başlatılan proje, bir kez daha durduruldu ve şu anda tamamlanmasına ilişkin bir karar bekleniyor.
