Η Κίνα ετοιμάζεται να θέσει σε λειτουργία έναν εξαιρετικά αποδοτικό αντιδραστήρα που θα «καίει» πυρηνικά απόβλητα, χρησιμοποιώντας μια πρωτοποριακή τεχνολογία η οποία, σύμφωνα με τις εκτιμήσεις, θα καλύψει τις ενεργειακές ανάγκες της ανθρωπότητας για τα επόμενα 1.000 χρόνια.
Τα επιταχυνόμενα υποκριτικά συστήματα (ADS) είναι προηγμένοι πυρηνικοί αντιδραστήρες που μπορούν ταυτόχρονα να παράγουν ενέργεια και να μετατρέπουν τα ραδιενεργά απόβλητα μακράς διάρκειας σε ισότοπα μικρότερης διάρκειας και λιγότερο επικίνδυνα.
Το China Initiative Accelerator Driven System, σχεδιασμένο από ερευνητές της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών (CAS) σε συνεργασία με κρατικές πυρηνικές επιχειρήσεις, θα είναι το πρώτο πρωτότυπο τέτοιου συστήματος σε κλίμακα μεγαβάτ παγκοσμίως, μόλις τεθεί σε λειτουργία στην επαρχία Γκουανγκντόνγκ της νότιας Κίνας την επόμενη χρονιά.
Ο He Yuan, αναπληρωτής διευθυντής του Ινστιτούτου Σύγχρονης Φυσικής υπό την CAS, δήλωσε ότι το σύστημα αποτελεί μια «διεθνώς αναγνωρισμένη ιδανική προσέγγιση για τη γέννηση πυρηνικού καυσίμου και την επεξεργασία πυρηνικών αποβλήτων», σύμφωνα με δημοσίευμα της επίσημης εφημερίδας του υπουργείου, Science and Technology Daily, στις 2 Μαρτίου.
Το σύστημα θα μπορούσε να μετατρέψει την πυρηνική ενέργεια σε μια «πράσινη, ασφαλή, σταθερή πηγή ενέργειας για 1.000 χρόνια», σύμφωνα με το δημοσίευμα.
Παρά τις υποσχέσεις αυτού του σχεδιασμού, δεν λειτουργούν εμπορικά συστήματα παγκοσμίως, παρά μόνο πειραματικά έργα όπως αυτό της Κίνας βρίσκονται σε στάδιο ανάπτυξης, σύμφωνα με το ινστιτούτο. Ο He Yuan δήλωσε ότι το ινστιτούτο στοχεύει να ολοκληρώσει την εγκατάσταση των υπεραγώγιμων επιταχυντών σωματιδίων του συστήματος – οι οποίοι ήταν καθοριστικοί για τη λειτουργία του – φέτος.
Ενώ μεγάλο μέρος του χρησιμοποιημένου καυσίμου από συμβατικούς πυρηνικούς αντιδραστήρες αποσυντίθεται σχετικά γρήγορα, ένα σημαντικό ποσοστό του χρησιμοποιημένου πυρηνικού καυσίμου αποτελείται από ακτινίδια μακράς διάρκειας, τα οποία μπορούν να παραμείνουν επικίνδυνα για δεκάδες χιλιάδες, ή ακόμη και εκατοντάδες χιλιάδες, χρόνια. Αυτό έχει οδηγήσει στην έρευνα τρόπων διάσπασης των ραδιονουκλιδίων μακράς διάρκειας σε μικρότερης διάρκειας, γεγονός που μπορεί να διευκολύνει τη διάθεση των αποβλήτων και να καταστήσει την πυρηνική ενέργεια πιο πράσινη και ασφαλή, σύμφωνα με την World Nuclear Association.
Ένα σύστημα ADS είναι ένα υβρίδιο μεταξύ πυρηνικού αντιδραστήρα και επιταχυντή σωματιδίων, με τον αντιδραστήρα να μην μπορεί να διατηρήσει αλυσιδωτή αντίδραση εκτός εάν τροφοδοτείται από εξωτερικό επιταχυντή, κάτι που εξαλείφει τον κίνδυνο ανεξέλεγκτων αντιδράσεων. Η παροχή νετρονίων από τον επιταχυντή μπορεί επίσης να προκαλέσει τη διάσπαση βαρέων ραδιονουκλιδίων, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που κανονικά θα ήταν αχρησιμοποίητα και θα αποτελούσαν ήδη απόβλητα σε συμβατικούς πυρηνικούς αντιδραστήρες.
Ο He Yuan εξήγησε ότι ο σχεδιασμός ADS χρησιμοποιεί δέσμες πρωτονίων υψηλού ρεύματος από υπεραγώγιμους γραμμικούς επιταχυντές για να βομβαρδίσει ένα κράμα μολύβδου-βισμουθίου σε ταχύτητα 0,8 φορές μεγαλύτερη από την ταχύτητα του φωτός. Αυτό παράγει τεράστια ποσότητα νετρονίων, «που στη συνέχεια μετατρέπουν το ουράνιο-238 σε νέο πυρηνικό καύσιμο, το πλουτώνιο-239, μετατρέποντας τα ‘απόβλητα’ σε θησαυρό», δήλωσε ο He στην Science and Technology Daily.
Η CAS άρχισε να ερευνά το σύστημα ADS το 2011 και το 2021 ανέπτυξε ένα πρωτότυπο που ήταν το πρώτο παγκοσμίως που έφτασε σε λειτουργική ένταση κατάλληλη για βιομηχανική εφαρμογή από τότε που προτάθηκε η σύγχρονη ιδέα ADS τη δεκαετία του 1980, σύμφωνα με την Science and Technology Daily. Το έργο κλίμακας μεγαβάτ του ινστιτούτου βρίσκεται υπό κατασκευή στην Huizhou, στην επαρχία Γκουανγκντόνγκ, και αναμένεται να τεθεί σε λειτουργία το 2027. Ο He Yuan δήλωσε ότι η συσκευή θα μπορούσε να «καίει» ουράνιο 100 φορές πιο αποδοτικά, μειώνοντας τη διάρκεια ζωής των πυρηνικών αποβλήτων σε λιγότερο από το ένα χιλιοστό της τρέχουσας διάρκειας, κάτι που θα μπορούσε να παρέχει μια σταθερή πηγή ενέργειας για την επόμενη χιλιετία.
