Rolls-Royce, the United Kingdom, and Japan are developing high-temperature gas reactors (HTGRs).

During the official visit of Japanese Prime Minister Sanae Takachi to the United Kingdom, a trilateral memorandum of cooperation was signed between the Japan Atomic Energy Agency (JAEA), the United Kingdom's National Nuclear Laboratory (UKNNL), and Rolls-Royce. The agreement aims to accelerate the development of high-temperature gas-cooled reactors (HTGR) and the special advanced fuel in the form of coated particles (coated particle fuel)

Ovaj korak predstavlja strateško širenje kompanije Rols-Rojs van tržišta klasičnih malih modularnih reaktora (SMR). Bazična poslovna strategija Rols-Rojs SMR cilja elektroenergetsku mrežu i konvencionalne male modularne reaktore te novi projekat naprednih modularnih reaktora (Advanced Modular Reactors – AMR) razvija se za mikro-tržišta, civilni i odbrambeni sektor, kao i za industrije kojima je pored struje neophodna i visokotemperaturna toplotna energija.

Novi Rols-Rojs AMR je projektovan za tržišta koja zahtevaju snagu ispod 50 megavata. Pojedinačna jedinica imaće izlaznu snagu do 25 megavata električne energije (odnosno 75 megavata toplotne energije) i oni su dizajnirani tako da se mogu kombinovati u multi-jedinčne mikro-mreže (micro-grids) kako bi zadovoljili specifične energetske zahteve udaljenih industrijskih postrojenja ili potrošača van glavne elektroenergetske mreže.

Not such a strange combination

Zanimljivo je podsetiti da ova tehnologija ima duboko utemeljenje u tradiciji obe države, što možda objašnjava zašto je izabran baš ovaj pravac: Velika Britanija je svoj nuklearni sektor i osnovala na dve generacije domaće dizajniranih gasno hlađenih reaktora (Magnox i AGR reaktori iz 1960-ih i 1970-ih godina) a laboratorija UKNNL-a u Prestonu danas poseduje jedino postrojenje u Britaniji sposobno za proizvodnju i oblaganje jezgara za ovu vrstu naprednog goriva u industrijskim razmerama. Britanska vlada je još krajem 2022. godine izdvojila 60 miliona funti (oko 77 miliona dolara) za istraživanje HTGR tehnologije, sa jasnim ciljem da se operativni demonstracioni projekat pokrene i pusti u rad pre kraja ove decenije.

Japan, s druge strane, kroz eksperimentalni visokotemperaturni reaktor (HTTR) decenijama drži vodeću globalnu ekspertizu i tehnološko znanje u ovoj oblasti. 

What are HTGR reactors and how do they work?

Inače, HTGR reaktori se smatraju jednim od potentnijih tehnologija za reaktore četvrte generacije. Za razliku od klasičnih nuklearnih elektrana koje koriste običnu vodu za hlađenje reaktora i rad turbine, HTGR (High-Temperature Gas-Cooled Reactors) predstavljaju potpuno drugačiju tehnološku granu. Ovi reaktori kao rashladni fluid koriste gas (najčešće neki inertni gas), dok se kao moderator koristi grafit. Takođe, ovi reaktori najčešće koriste gorivo u vidu obloženih čestica (tzv. TRISO gorivo o kojem smo i ranije pisali, ili ekvivalentne tehnologije): uranijumske čestice su umetnute u minijaturne kuglice obložene slojevima (najčešće) keramike i grafita. A mi dodajemo da oni spadaju u takozvane heterogene reaktore iako bi se relativno lako moglo pomisliti da su u pitanju takozvani “homogeni” reaktori.

Ovakva kombinacija tehnologija omogućava reaktoru da postigne ekstremno visoke radne temperature (često preko 750 stepeni celzijusa, pa čak i do 1000 stepeni), što je daleko iznad mogućnosti standardnih reaktora sa vodom pod pritiskom. Izuzetno visoka temperatura omogućava dramatično veću termodinamičku efikasnost pri proizvodnji struje; a uz to, ta toplota se može direktno koristiti u teškoj industriji – za proizvodnju čistog vodonika, u hemijskoj industriji ili u proizvodnji čelika i cementa. 

S.A.