Polska jako kraj, w którym wydobywa się dużo węgla, ma szansę rozwinąć zupełnie nowe technologie jego przetwarzania i na tym zarobić. Pomysł opiera się na tym, żeby wykorzystać ciepło wytwarzane w reaktorach atomowych. O wykorzystaniu wysokotemperaturowych reaktorów jądrowych (HTR - High Temperature Reactor) do czystej produkcji energii z węgla, mówił fizyk z Uniwersytetu Warszawskiego dr hab. Ludwik Pieńkowski na spotkaniu na Politechnice Warszawskiej.

"Po pierwsze ciepło reaktora mogłoby posłużyć do rozdzielania wody na wodór i tlen. Tlen następnie mógłby zostać bezpośrednio wykorzystany przez elektrownie węglowe. Spalanie węgla w czystym tlenie zwiększy wydajność produkcji elektryczności i sprawi, że będzie mniej zanieczyszczeń" - powiedział Pieńkowski. Jak dodał, spalanie węgla w czystym tlenie ma tę zaletę, że nie powstaje przy tym niebezpieczny tlenek azotu, który tworzy się kiedy węgiel spalany jest w powietrzu. Poza tym, emitowany przez elektrownię dwutlenek węgla może być wykorzystany ponownie.

"Wykorzystując wodór z rozłożenia wody, można przetworzyć CO2 w dowolne paliwo, np. benzynę lub olej napędowy. Te technologie już istnieją, np. armia USA korzysta z nich do wytwarzania paliwa dla samolotów na lotniskowcach" - podkreślił fizyk.

Pierwszy etap projektu nie wymagałby na razie zainstalowania reaktorów atomowych. Polegałby on na opracowaniu reakcji rozkładania wody i produkcji paliw z węgla. Na tym etapie, ciepło pochodzące z reaktora atomowego byłoby symulowane, np. dzięki ciepłu z tradycyjnej elektrowni.

Dopiero po stworzeniu takich technologii, uczeni chcą sprząc je z działającym reaktorem. Do tego celu, ich zdaniem, najlepiej nadaje się właśnie HTR, ponieważ jest bardzo bezpieczny, mały i wytwarza stosunkowo niewielką moc przy wysokiej temperaturze.

"Reaktor bazuje na pasywnych środkach bezpieczeństwa. Obecnie jest tendencja, aby budować urządzenia w taki sposób, że jeśli coś się stanie, nastąpi np. rozszczelnienie instalacji chłodzącej, to wszystko wróci do normy +siłami natury+, np. za sprawą grawitacji" - tłumaczył Pieńkowski.

W przypadku obecnie istniejących reaktorów HTR podstawowym zabezpieczeniem jest fakt, że jako chłodziwo wykorzystywany jest hel. "Ten gaz nie wychwytuje neutronów, czyli nie tworzy izotopów promieniotwórczych, nie wchodzi też w reakcje z innymi pierwiastkami" - podkreślił fizyk.

Drugą zaletą HTR jest wykorzystywane do niego paliwo. Zazwyczaj jest to tlenek uranu. Paliwo podzielone jest na drobiny o średnicy ok. 0,5 mm. Każda drobina otoczona jest kilkoma warstwami ochronnych substancji, tworząc maleńką kulkę. Kilka tysięcy takich kulek jest zatopionych razem w graficie. Tworzy to kulę o średnicy ok. sześciu centymetrów. Całość pokryta jest dodatkowo ceramiczną powłoką. Grafit, w którym zatopiony jest materiał rozszczepialny, spełnia podobną rolę, jaką w reaktorach starszego typu pełnią pręty węglowe - spowalnia reakcję rozszczepienia przechwytując neutrony uwalniane z rozpadających się atomów uranu.

W czerwcu 2006 r. zawiązane zostało konsorcjum, mające na celu połączenie sił różnych ośrodków badawczych dla tego projektu. Należą do niego obecnie: Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Główny Instytut Górnictwa w Katowicach, Instytut Chemii Przeróbki Węgla w Zabrzu, Instytut Chemii i Techniki Jądrowej w Warszawie, Instytut Energii Atomowej w Świerku, Instytut Fizyki Jądrowej PAN w Krakowie, Instytut Inżynierii Chemicznej PAN w Gliwicach, Instytut Problemów Jądrowych w Świerku, Politechnika Częstochowska, Politechnika Śląska, Politechnika Warszawska, Politechnika Wrocławska, Uniwersytet Śląski, Uniwersytet Warszawski oraz kilka instytucji naukowych i firm z zagranicy.

Konsorcjum stara się o środki na sfinansowanie badań ze funduszy UE i zabiega o poparcie polskiego rządu. W ten sposób Polska mogłaby stać się liderem europejskiego projektu badawczego działającego pod nazwą RAPHAEL (ReActor for Process heat, Hydrogen And ELectricity generation - Reaktorowe Techniki Wytwarzania Ciepła, Wodoru i Elektryczności).

PAP - Nauka w Polsce, Urszula Rybicka
Fot: www.anti-atom-aktuell.de