Jaunās paaudzes elektroenerģijas ģeneratori. Vai tie glābs šo pasauli? 0
Vilma Veldre, “Planētas Noslēpumi”, AS “Latvijas Mediji”
Daudz kas liecina, ka ar izrakteņu degvielas krājumiem Zemes dzīlēs kļūst aizvien problemātiskāk, vismaz pēc tiem jārokas aizvien dziļāk un dziļāk, kas jau sāk nenormāli sadārdzināt visu šo procesu. Tāpēc cilvēces kolektīvajam saprātam izvirzīts jauns uzdevums – atrast efektīvus alternatīvos enerģijas ieguves veidus. Viens no tādiem, protams, ir kodoltermija, kas gan pagaidām ir ļoti sarežģīts un vienlaikus pat bīstams process. Taču daudzi jau sākuši ļoti nopietni “kustināt smadzenes” tieši šajā virzienā.
I
Uzņēmums Lockheed Skunk Works, kas ir militāri orientētā lieluzņēmuma Lockheed Martin (LM) apakšuzņēmums, nācis klajā ar paziņojumu, ka līdz tam brīdim, kad kompaktos kodolsintēzes reaktoros balstītu elektrostaciju ražota enerģija kļūs faktiski visiem brīvi pieejama, vēl gaidāmi aptuveni desmit gadi. Var piebilst, ka atšķirībā no citu tipu reaktoriem kodolsintēzes reaktori nerada materiālus, kurus varētu izmantot kodolieročos, to atkritumi ir ievērojami mazāk radioaktīvi un tādi reaktori ir ilgdzīvojošāki un ļoti vienkārši un viegli vadāmi, turklāt to apturēšana neprasa daudz laika, kā arī tie ir krietni vien efektīvi tieši enerģētiskajā aspektā.
Lai gan kodolsintēzes reakcija kā cilvēcei noderīgas enerģijas ieguves avots aplūkota jau kopš pagājušā gadsimta 50. gadiem, vēl joprojām neesot radīts neviens darbaspējīgs kodolsintēzes reaktors, kuru varētu izmantot kā pastāvīgu enerģijas avotu.
Zināms, ka pirmajā kodolsintēzes reaktoru versijā Tokamak milzīgas torveidīgas vakuuma kameras centrā esošā plazmas pavediena noturēšanai, uzsildīšanai un saspiešanai izmanto magnētisko lauku. Un, arī neskatoties uz to, ka tādus reaktorus mēģināts uzbūvēt jau kopš sena laika, gluži konkrētas tehniskās problēmas noteikušas to, ka faktiski tikai mūsdienās cilvēki sākuši pietuvoties idejas īstenošanai, kopīgiem spēkiem uzsākot būvēt reaktoru ITER. Visi citi izmēģinājuma varianti pagaidām sanākuši faktiski tikai kā papildu nasta cilvēcei, prasot lielu daudzumu visu veidu resursu, ieskaitot, protams, arī finansiālos, kā arī visnotaļ sarežģītu infrastruktūru, ko vispār spēj izveidot un uzturēt burtiski tikai dažas ekonomiski attīstītas pasaules valstis.
Šie un vēl citi aspekti daudziem speciālistiem likuši apšaubīt LM apakšuzņēmuma pārstāvju paziņojumus, lai gan nevarot noliegt, ka vispār jau tas pasaules sabiedrībai izklausās ļoti pievilcīgi. Zināms, ka LM reaktors būs ievērojami kompaktāks par jebkuru pagaidām zināmo kodoltermiskās sintēzes reaktoru, tā darba kamerai būs cilindra, nevis tora forma, un tāda forma ļaus tās apjomā sakoncentrēt ievērojami jaudīgākus elektromagnētiskos laukus, kas savukārt atstās ļoti maz tādu vietu, kurās plazma var saskarties ar reaktora kameras sieniņām un kur attiecīgi var notikt nevēlama enerģijas noplūde.
Plānots, ka jaunā reaktora mazie izmēri dos iespēju to uzstādīt, piemēram, kravas mašīnā, tādējādi tā kļūs par sava veida mobilo elektrostaciju, kas spēj sarūpēt enerģiju tur, kur tā attiecīgajā momentā visvairāk nepieciešama. Tāda reaktora saražotā jauda būšot pietiekama, lai nodrošinātu ar enerģiju aptuveni 100 000 vidēji statistisko mājsaimniecību – un tas patiešām izklausās iespaidīgi. LM pārstāvji vēstījuši, ka jau drīz būšot pilnībā pabeigts darbotiesspējīgs šāda kompaktā reaktora paraugs, savukārt tādu reaktoru masveida ražošana varētu sākties aptuveni 2022. gada beigās.
II
Tostarp cits, bet arī pašiem amerikāņiem mazzināmais Kalifornijas uzņēmums Radiant esot beidzot saņēmis finansējumu un uzsācis izstrādāt savu kompakto un “ievērojami lētāko” mikrokodolreaktoru, kas ievietosies standarta jūras konteinerā un kurā kā dzesējošais aģents būs izmantots hēlijs. Ar tāda ģeneratora jaudu būšot pilnībā pietiekami, lai ar enerģiju apgādātu aptuveni tūkstoti vidēji statistisko mājsaimniecību vai, piemēram, atsevišķu militāro bāzi, kas ierīkota kādā grūti pieejamā vietā.
Uzņēmumu Radiant dibinājuši inženieri, kuri iepriekš strādājuši Īlona Maska uzņēmumā SpaceX un nodarbojušies ar Marsa koloniju enerģētiskās apgādes kodolreaktoru izstrādes tematiku. Bet viņu patlabanējie nolūki vairāk pietuvināti “mājas formātam”, paredzot, ka jaunie kompaktie reaktori ar to ļoti ātro uzstādīšanas un palaišanas procedūru kļūs par ļoti efektīvu līdzekli nomaļāku rajonu un stihisku nelaimju un tehnogēno katastrofu skartu rajonu apgādāšanai ar enerģiju.
Vēstīts, ka jau tagad viens no potenciāli lielākajiem Radiant klientiem esot ASV bruņotie spēki. Kā jau minēts, ar vienu šādu kompakto reaktoru būšot pilnībā pietiekami vienas militārās bāzes pilnvērtīgai apgādāšanai līdz pat astoņiem gadiem bez pārtraukuma jeb tātad tik ilgi būs derīga reaktorā ievietotā degviela. Zināms, ka mūsdienās šādiem nolūkiem joprojām izmanto mobilos dīzeļdegvielas ģeneratorus, kas jau sen kļuvuši “nedraudzīgi” ekoloģiskajā aspektā, kā arī patērē degvielu, kas regulāri jāpiegādā krietnā daudzumā, un tas, piemēram, karadarbības skartos apvidos nav droši un nopietni apdraud attiecīgā transporta personāla dzīvību.
Nav šaubu, ka bijušajiem SpaceX inženieriem ir pietiekami liela pieredze un gana pašiem savu ideju, un laikam jau tieši tāpēc viņu jaunizveidotais uzņēmums Radiant jau saņēmis virkni būtisku patentu, kas saistīti tieši ar kodoldegvielu jaunajam reaktoram, kas esot kaut kas tāds, “kas nevar izkust un spēj izturēt ievērojami augstākas temperatūras par tradicionālajiem kodoldegvielas veidiem”. Līdztekus tam saņemti arī patenti hēlija kā dzesējošā aģenta izmantošanai, kas ievērojami samazinās reaktora konstrukcijas elementu koroziju, novērsīs pārkaršanas un apkārtējās vides piesārņošanas risku. Tas pats esot attiecināms uz Radiant patentiem, kas saistīti ar reaktoru uzpildīšanas tehnoloģijas, pārstrādātās degvielas pārpalikumu savākšanu un efektīvu siltuma novadīšanu no reaktora kodola enerģētiskā bloka virzienā.
III
Savukārt vēl kāda amerikāņu pētnieku grupa Otisa Petersena vadībā arī izstrādājusi jauna tipa miniatūru kodolreaktoru tieši neliela daudzuma enerģijas ražošanai. Zināms, ka ar tā komerciālo ieviešanu sācis nodarboties uzņēmums Hyperion Power Generation, kura vadītājs Džons Dīls plašsaziņas līdzekļiem vēstījis, ka ar šā produkta maksimāli ātru ieviešanu vēlas samazināt iegūstamās elektroenerģijas pašizmaksu zemāku par 10 ASV centiem un apgādāt ar to pilnībā visas tās vietas, kuras iepriekš uzskatīja par elektrifikācijai nepieejamām.
Šai atomelektrostacijai ir miniatūri izmēri – ne vairāk par pusotru metru augstumā, un tas ļauj to transportēt vai nu pa dzelzceļu, vai pat atsevišķā kravas automašīnā vai – kas arī ir viena no paredzētajām versijām – tur arī uzstādīt, pēc kā to atliek tikai nogādāt vajadzīgajā vietā un iedarbināt, lai acumirklī sāktos elektroenerģijas piegāde. Apgalvots, ka šāda ierīce varot ar elektroenerģiju apgādāt vismaz 20 000 mājsaimniecību, kas atbilst vienai vidēji nelielai pilsētiņai vai atsevišķam lielpilsētas mikrorajonam.
Tāpat šā reaktora konstrukcija pilnībā atbilstot visām drošības prasībām. Attiecīgā vadības sistēma un salīdzinoši nelielais reaktorā pašā esošās degvielas daudzums, kā apgalvojuši autori, praktiski pilnībā izslēdz kritisku situāciju veidošanos, kādas varētu vai nu izsist reaktoru no ierindas, vai piesārņot apkārtējo vidi. Konstrukcijā neesot kustīgu daļu un reaktoru nav iespējams atvērt parastos apstākļos, kas tā ekspluatāciju padara relatīvi pat ļoti drošu. Lai gan, protams, jebkurā gadījumā būs nepieciešami papildu pasākumi tā apsargāšanai.
Ar vienu reaktora uzlādes ar aktīvo vielu reizi, kā liecinot sākotnējie aprēķini, vajadzētu būt pietiekami laika periodam no septiņu līdz desmit gadu nepārtrauktai darbībai, turklāt izstrādājoties absolūti nenozīmīgam pārpalikumu daudzumam, kas apjoma ziņā esot pielīdzināms tenisa bumbiņai. Reaktora apkalpošanu, attīrīšanu un pārlādēšanu veikšot tikai specializētos uzņēmumos īpaši tam sagatavota personāla izpildījumā.
