Hackaday

Az Egyesült Államok Nukleáris Szabályozási Bizottsága (NRC) nemrégiben jelentette be, hogy jóváhagyta a NuScale SMR (kis moduláris reaktor) tervezésének tanúsítását, befejezve a NuScale Design Certification Application (DCA) 6. szakaszának felülvizsgálatát. Ez azt jelenti, hogy a NuScale reaktortervét használó SMR-ek legálisan megépíthetők az Egyesült Államokban, amint a szabályalkotási folyamat befejeződik. Az NRC tanúsítás azt is jelentené, hogy a terv más országokban történő tanúsítása nem jelenthet jelentős akadályokat.

Ezen a ponton a legtöbb kérdés megválaszolatlanul továbbra is az a kérdés, hogy valójában hogyan működik ez a tanúsítási folyamat az NRC-nél. Vannak-e olyan osztályok, amelyek tele vannak mérnökökkel az NRC-ben, akik az elmúlt évtizedek alatt fecsegték a hüvelykujjukat, miközben az amerikai nukleáris ipar tanyázott? Mi volt a szó szoros értelmében millió dokumentumban, amelyet a NuScale-nek el kellett küldenie az NRC-nek a tanúsítási folyamat részeként, és mi is pontosan ez a hat szakasz?

Maradjon velünk a nukleáris reaktor tanúsításának lezuhanására, egy kis SMR-előzmény után.

Szovjet Oroszországból szeretettel

Mivel a kis moduláris reaktor (SMR) koncepciója ekkora fanfárt kap manapság, ez semmiképpen sem új koncepció. Például azok a reaktorok, amelyek katonai hajókat és tengeralattjárókat működtetnek az Egyesült Államok, Franciaország, Kína és Oroszország számára, SMR-k. Nagyrészt önálló egységek, amelyek a tengeri reaktorok esetében alacsony dúsítású vagy nagy dúsítású (főként amerikai) urán-üzemanyagot használhatnak, 100 MW-tól néhány száz MW-ig terjedő hőteljesítménnyel és üzemidővel 10-30 év körül.

Az egyetlen nemzet, amely jelenleg SMR-eket használ kereskedelmi szolgáltatásokban, Oroszország, amelynek első SMR-je (az EGP-6) lényegében az RBMK reaktor kicsinyített változata (amelyet Csernobil 4-es reaktora tett népszerűvé), 12 MW villamos energiával. E reaktorok közül négyet az 1970-es években építettek a bilibinói atomerőműben, közülük három ma is működik. Ezeket a reaktorokat a tervek szerint az Akademik Lomonosov fedélzetén levő KLT-40S SMR cseréje tervezi, amely mintegy 52 MW villamos energiát termel.

A világ egyetlen nukleáris meghajtású konténerszállító hajója, a Sevmorput a KLT-40 SMR-t használja, csakúgy, mint az orosz jégtörőket, mint a Taymyr. A KLT-40 mögött álló vállalat (OKBM Afrikantov) nemrégiben azt látta, hogy utódja, a RITM-200 SMR először kereskedelmi szolgálatba áll az LK-60Ya sorozatú jégtörőkkel. Ezeket az SMR-eket hat-tíz évente úgy tervezték, hogy a RITM-200 esetében 55 MW villamos kimenő teljesítménnyel (55 MWe), a nagyobb RITM-400 esetében pedig 120 MWe-val (315 MW hőteljesítmény vagy MWth) ).

Más nemzeteknek közel sem volt annyi tapasztalata az SMR-ekről, mint Oroszországról, bár Argentína 25 MWe CAREM SMR projektjével az építkezés utolsó szakaszában van, Kína pedig az első SMR-t építi a 125 MWe ACP100 formájában. Az olyan nemzeteknek, mint Dél-Korea, engedélyezett tervek vannak, amelyek elkészítéséhez továbbra is egy érdekelt kereskedelmi félre van szükség. A Toshiba 4S SMR-jét a tervek szerint 2011-ben törölték Alaszkában.

Nyilvánvaló, hogy az SMR licenceléséhez sok háttér-előzményre van szükség, ha figyelembe vesszük a NuScale új SMR-tervezését.

Biztonsági meghatározások

Az NRC 1974-es létrehozása óta feladatai közé tartozik a kereskedelmi atomerőművek szabályozása. Ez magában foglalja annak igazolását, hogy egy új reaktorterv biztonságos az USA-ban történő építkezéshez és üzemeltetéshez. Az ilyen tervtanúsítás 15 évig érvényes, ezt követően 10-15 évenként megújításra van szükség.

Az NRC „Backgrounder on New Nuclear Plant Designs” című cikkében néhány olyan dolgot tárgyalunk, amelyeket új tervekben keresnek. Ide tartoznak azok a tervek, amelyek egyszerűbbé és a gravitációhoz hasonló erőket használnak előnyükre a meglévő mintákon. Ezt tükrözi például a III + generációs reaktortervek, összehasonlítva a II. Generációs tervekkel, ahol az előbbiek szinte mindig a hűtőkörök gravitációs és termikus tulajdonságait használják passzív hűtéshez.

Megtekintve a NuScale SMR áttekintési ütemezési oldalát, láthatjuk a licencelési folyamat különböző szakaszait. Az első alkalmazás és az átvételi felülvizsgálat után a biztonsági felülvizsgálat komolyan megkezdődik. A NuScale tervezéséhez az 1. szakasz 2018 áprilisában kezdődött az előzetes biztonsági értékelési jelentéssel (SER). Ezt követte a 2. fázis, amely egy új SER-t hozott létre az újonnan megadott információk alapján az 1. fázisban felmerülő kérdések után. A 3-6. Szakasz után ez a végső SER-be (FSER) tetőzött, amelyet Anna Anna NuScale-hez írt levelével kísért H. Bradford, az NRC új és megújított licencek osztályának igazgatója.

Az NRC FSER befejezéséről szóló sajtóközleményében megjegyezték, hogy megfeleltek az ügynökség 42 hónapos műszaki felülvizsgálati ütemtervének, és hogy a következő lépés az a szabályalkotási folyamat lesz, amelyben a tervet hivatalosan hitelesítik. Ez a tanúsítvány „lehetővé tenné egy közmű számára, hogy az atomerőmű építésére és üzemeltetésére vonatkozó kombinált engedély kérelmezésekor hivatkozhasson a tervre”.

Ez egy mérnöki dolog

Az FSER dokumentumai mind nyilvánosan elérhetők az NRC honlapján. Az 1. fejezet („Bevezetés és általános vita”) átfogó áttekintést nyújt a NuScale alkalmazás teljes folyamatáról. Az átfogó felülvizsgálati megközelítést fedi le, a tervezés különböző szempontjait a négy különböző norma egyikének felhasználásával mérlegelik, attól függően, hogy ezek biztonsággal kapcsolatosak-e és jelentősek-e (A1), egészen a biztonsággal nem és nem jelentősen (B2).

Mivel az LWR-k (könnyűvízi reaktorok) és az SMR-k nem új keletű dolgok, amint azt korábban láthattuk, használhattak egy szabványos referenciát (NUREG-0800, „Standard Review Plan for the Safety Analysis Reports for Nuclear Power Plants: LWR Edition”). ”, Konkrétan az SMR szakasz). A NuScale mérnökeivel folytatott interjúk és megbeszélések során az NRC munkatársai minden erőfeszítést megtettek, hogy választ kapjanak minden releváns kérdésre, beleértve azt is, hogy a B2 szintű elem hibái kihatással lehetnek-e egy B1 vagy A szintű elemre.

Minden elem esetében a NuScale állításait megvizsgálják, kísérleti adatok felhasználásával (amelyeket a NuScale mérnökei szolgáltattak) az említett állítások alátámasztására. A NuScale NIST-1 (NuScale Integral System Test Facility) egy olyan kísérleti létesítmény, amelyet a NuScale hozott létre, hogy megvizsgálja azokat a körülményeket a reaktortartályban és másutt, amelyek egy működő reaktorrendszerben előfordulhatnak. Több mint kétmillió oldalnyi adatot és egyéb információt készített a NuScale, és elküldte az NRC-nek, hogy segítse a tanúsítási folyamatot.

Az ipar és az akadémia bevonása

Ha az NRC-nél hatalmas személyzet állna rendelkezésre, aki csak az NRC-vel kapcsolatos feladatokat látná el, az meglehetősen dió lenne, ergo az NRC-nek meglehetősen kicsi a személyzete, rengeteg szerződést kötnek kereskedelmi cégekkel, non-profit szervezetekkel és egyetemekkel évben, a technikai segítségnyújtástól a kutatásig mindent lefed. Ez kiegészíti az NRC által támogatott kutatási programokat, annak érdekében, hogy az ügynökség megértse a releváns témákat, ideértve az anyagtudományt, a biztonsági megközelítéseket, valamint az új technológiák és anyagok pontos tulajdonságait.

Ezt az információt ezután rögzítik a szabályozási dokumentumok (NUREG), amelyeket később felhasználnak az atomreaktorok engedélyezése és újbóli engedélyezése során. Az NRC honlapján egy nagy könyvtárszakaszt tart fenn, amely NUREG-eket tartalmaz. Mindez arra szolgál, hogy a nukleáris energia szabályozásának teljes folyamatát a lehető legátláthatóbbá tegye a nyilvánosság számára, ugyanakkor értékes információkat szolgáltat az érintett technológiákról, anyagokról és folyamatokról.

Tanulságok

Az NRC egyik feladata természetesen az aktuális eseményekre való reagálás is, például amikor 2011-ben hatalmas cunami és földrengés sújtotta Japán keleti partjait, ami a fukusimai Dai-ichi atomerőmű baleseteihez vezetett. Noha a japán diéta (az eseményt kivizsgáló bizottság) arra a következtetésre jutott, hogy ez egy ember által okozott baleset volt, amelynek következtében az illetékes céget (TEPCO) államosították, az NRC lépéseket tett annak biztosítására, hogy a balesetről levonható tanulságok az összes amerikai reaktorra vonatkoznának, legyen az meglévő vagy építés alatt áll.

A TEPCO államosításával együtt Japán megújította régi és nem megfelelő nukleáris szabályozási bizottságát egy új ügynökséggé, a Nukleáris Szabályozási Hatósággá (NRA). Ez az ügynökség inkább az NRC struktúráját követi, biztosítva, hogy a lehető leg pártatlanabb és tudomány által vezérelt legyen.

Bár a kereskedelmi nukleáris energia a legbiztonságosabb villamosenergia-termelési forma, nagyon alacsony széndioxid-kibocsátással, imázsát erősen rontotta az atomellenes hangulat. Ez jelentősen felpörgeti az előzményeket, amikor az olyan induló vállalatok, mint a NuScale, az SMR-ek használatával nemcsak az elektromos hálózat tömeges dekarbonizálására törekszenek, hanem más szén-dioxid-intenzív források helyettesítésére is, például a fűtésben vagy a hidrogéntermelésben. Az NRC átláthatósága ott hasznos, de kevesen vesznek időt, hogy átolvassák átfogó könyvtárukat, vagy más módon oktassák magukat.

A NuScale GYIK-je bizonyos fokú csalódottságot tükröz a „szokásos kérdésekkel” kapcsolatban is. A kereskedelmi nukleáris iparban, de a kapcsolódó területeken is fennáll az a vágy, hogy a helytelen és/vagy elavult információk helyett a tudományra és a technológiára helyezhessék a hangsúlyt. A már tárgyalt biztonsági szempont egy elem itt, csakúgy, mint a „nukleáris hulladék” kifejezés helytelen használata a kiégett LWR üzemanyagra, amely valójában csak a gyors neutronreaktorok üzemanyaga.

Az NRC, de pl. Kanada megfelelője (CNSC) a jól szabályozott iparág bizonyítéka, ahol tudósok, mérnökök és számtalan más ember dolgozik együtt egy jobb, tisztább világ létrehozásában mindenki javára.

Feladva: Kiemelt, érdeklődés, eredeti művészet, tudomány, csúszkával tagged nrc, nukleáris engedélyezés, atomenergia, nuscale, SMR

38 gondolat: „A nukleáris reaktorok tanúsítása: Hogyan hagyta jóvá az NRC első kis moduláris reaktor-tervét”

Mielőtt meghalok, tudom, hogy 2 dologból 1 fog történni.

1. A világ minden részén átfogja az atomenergiát, megakadályozva a súlyos környezeti károkat, és az elektromos autókhoz hasonló dolgok valójában hozzájárulnak a szén-dioxid-kibocsátás csökkentéséhez.
2. Komoly környezeti károk keletkeznek, valamint a szénüzemű elektromos autóinkban körbe lehet közlekedni.

A szénerő csökkenésben van (legalábbis a fejlett országokban), mivel az alternatívákhoz képest továbbra is csökken a jövedelmezőség. A társadalom befogadásával vagy anélkül, hogy az üzleti vállalkozások lassan áttérnek a zöld energiára, csak a profit maximalizálása érdekében, majd társadalmi felelősségként.

A szénerőművet nagyrészt a földgázfúrások növekedése váltotta fel. A szénteljesítmény bezárása miatti CO2-kibocsátás csökkenésének 2/3-a a gázra való áttérésnek tudható be.

Tehát vagy megtörténik egy dolog, vagy nem.