Deň namiesto 12 mesiacov: Briti dramaticky urýchlia výrobu jadrových reaktorov

Výstavba jadrových elektrární trvá „neskutočne“ dlho nielen kvôli náročným bezpečnostným opatreniam, ktoré sa zaviedli po haváriách v Černobyle a Fukušime, ale aj vďaka zložitým technológiám pri výrobe samotných reaktorov. Nakoniec, jedno s druhým do veľkej miery súvisí. Po rehabilitácii jadrovej energetiky, keď európski politici uznali, že neprispieva k tvorbe skleníkových plynov a preto je „zelená“, sa veľké nádeje vkladajú do malých modulárnych reaktorov (Small Modular Reactor / SMR).

Tie stavbu malých jadrových elektrární síce výrazne skrátia, ale samotná ich výroba je takisto mimoriadne náročná. S technológiou zvárania od britskej spoločnosti Sheffield Forgemasters sa však táto výroba môže extrémne skrátiť. Táto firma totiž s novou technológiou dokáže zvariť nádobu jadrového reaktora plnej veľkosti za menej ako 24 hodín namiesto zvyčajných 12 mesiacov. Zavedenie tejto technológie by mohlo byť povestným „game-changing“ prvkom, ktorý zmení „pravidlá hry“.

Modulárne reaktory majú potenciál spôsobiť revolúciu v jadrovom energetickom priemysle tým, že premenia jadrové elektrárne z veľkých stavebných projektov na priemyselné „prefabrikáty“. Modulárne reaktory majú štandardizovaný dizajn, možno ich hromadne vyrábať, inštalovať v akomkoľvek počte potrebnom na to, aby slúžili miestnym potrebám, a nevyžadujú extrémne drahé budovy ako bežné reaktory.

Problém je, že výroba jadrového reaktora akejkoľvek veľkosti je komplikovaná. Jedným z dôvodov je zváranie nádob používaných na uzavretie aktívnej zóny reaktora, ktorá ju izoluje od vonkajšieho prostredia. Pri použití konvenčných techník môže tento proces trvať viac ako rok, ale Sheffield Forgemasters ho skrátili na menej ako jeden deň. Využívajú na to technológiu lokálneho zvárania elektrónovým lúčom (Local Electron-Beam Welding / LEBW) na dokončenie štyroch hrubých zvarov jadrovej kvality.

LEBW je revolučná metóda na zváranie dvoch kusov kovu pomocou procesu fúzie s vysokou hustotou energie. Táto energia sa sústreďuje na vysoko výkonné elektrónové delá pracujúce v lokálnom vákuu. Pritom roztaví a spojí komponenty navzájom s účinnosťou 95% a dosahuje hlboké preniknutie a vysoký pomer hĺbky k šírke.

Takto by mala vyzerať elektráreň s mini reaktorom Rolls Royce

Sheffield Forgemasters bol takto schopný vyrobiť nádobu s priemerom troch metrov so stenami hrubými 200 mm s nulovými chybami a pri nižších nákladoch. Okrem toho zvárací stroj zvládne inovatívne techniky nakláňania a vysúvania na začatie a ukončenie zvaru.

Svetová premiéra novej technológie je významným míľnikom pre sektor britskej jadrovej energetiky. Tá po dlhšom čase zažíva renesanciu, keď vláda plánuje nové jadrové elektrárne, vrátane 15 modulárnych reaktorov z dielne Rolls-Royce.

Dopady tejto technológie zvárania hrubostenných nádob na priemysel jadrovej energetiky je obrovský. Nielenže znižuje potrebu inšpekcií zvarov, pretože zvarové spojenie replikuje základný materiál, ale tiež pomôže podstatne urýchliť uvádzanie reaktorov SMR do prevádzky. O takýchto projektoch sa uvažuje aj na Slovensku, takže technologický pokrok ich snáď pomôže urýchliť.