Çin, Dünya’nın erimeye karşı dayanıklı ilk büyük ölçekli nükleer enerji tesisini inşa ettiğini açıkladı. Şu anda var olan nükleer tesislere uygulanamayacak olsa da, yeni tasarımın sunduğu model gelecekteki yapılarda rahatlıkla kullanılabilir.
Günümüzde var olan nükleer enerji reaktörlerinin çalışması için enerji harcayan, güçlü soğutma sistemleri gerekiyor ve sistemlerin çoğu su kullanıyor olsa da, karbondioksit, helyum, eriyik metaller veya eriyik tuzlar kullanan sürümler de bulunuyor. Elbette bu soğutma sistemlerinin tamamı, temel olarak aynı işi yapıyor ve fazla ısıyı reaktör çekirdeğinden uzaklaştırmak için kullanılıyor.
Sulu soğutma sistemleri iyi bir verim sunuyor olsa da, bazı kötü yanları da bulunuyor. Örneğin, eğer reaktörde bir erime yaşanırsa, su pompalarının enerji kaybetmesi durumunda reaktör yakıt çubuklarındaki ısının suyu hidrojen ve oksijene ayırması mümkün olduğu için bir patlama yaşanma ihtimali ortaya çıkıyor. 2011 yılında Fukuşima nükleer santralinde yaşanan kazaya katkıda bulunan sorunlardan biri de buydu.
Gaz ile soğutulan reaktörlerin patlama yakınlığı sulu sürümlerine göre daha az olsa da, bu yöntemler genellikle daha düşük bir ısıl verime sahip oluyor. Ancak kullanılan soğutma sistemine bakılmaksızın, bu yöntemlerin tamamında bir acil durumda felaketin yaşanmasının önlenmesi için insan müdahalesi gerekiyor.
Çakıl-yatağı reaktör (PBR)
Çakıl-yatağı reaktör (PBR) olarak adlandırılan göreceli olarak yeni bir reaktör tasarımı, eski tasarımların temelinde bulunan sorunlar için bazı olası çözümler sunuyor. Bu reaktörler, soğutma sisteminde herhangi bir sorun olduğunda kendi başlarına kapanabildikleri için “pasif olarak” güvenli şeklinde tanımlanıyor. PBR’ler, yüksek enerji yoğunluğuna sahip yakıt çubuklarını kullanan diğer reaktörlerin aksine daha fazla sayıda, daha küçük, düşük enerji yoğunluklu yakıt “çakılları” kullanıyor. Ayrıca bu çakıllar, çekirdekteki nötron aktivitesini dengelemek için kullanılan grafit tarafından çevrelenmiş bir şekilde duruyorlar ve bunların tamamı, nükleer reaksiyonları yavaşlatarak daha az ısının açığa çıkmasını sağlıyor. Bu sayede ısının çekirdekten uzaklaştırılması da kolaylaşmış oluyor.
Bu yöntem oldukça iyi bir gözükse de, şu ana kadar sadece Almanya ve Çin’de PBR reaktörlerinin prototipleri bulunuyordu. Şimdi ise Çin, Shandong’ta tam ölçekli bir tesis kurdu ve Aralık 2023’ten beri yeni sistemlerle donatılmış bir şekilde çalışıyor.
Araştırmacılar, bu yeni sistemlerin güvenilirliğini test etmek için, tam güçte çalışırken uygulanan bir kapatma da dahil olmak üzere çeşitli testler gerçekleştirdiler ve kısa bir süre önce bu testlerin sonuçlarını yayınladılar. Bu çalışma sonuçlarında belirtilene göre tesis, herhangi bir acil durum soğutma sistemi veya enerji gerektiren soğutma sistemi kullanılmadan kendisini soğutmayı başardı ve gücün kesilmesinden sonra 35 saat içerisinde stabil bir sıcaklığa ulaştı.