Kína nemrégiben nyilvánosságra hozta a fejlesztés alatt álló, a világ legnagyobb nukleáris meghajtású konténerszállító hajójának kritikus műszaki specifikációit. A hajót egy forradalmian új, tórium-alapú olvasztott só reaktor (Thorium Molten Salt Reactor – TMSR) fogja hajtani, amelynek hőteljesítménye 200 megawatt. Ez az innovatív erőforrás lehetővé teszi, hogy a hajó akár 14 000 szabványos konténert szállítson, miközben hosszú éveken át üzemelhet újratöltés nélkül.
A reaktor és a hajtásrendszer műszaki részletei
A Jiangnan Hajógyártó Csoport vezető mérnöke, Hu Keyi osztotta meg a részleteket. A 200 MW-os hőteljesítmény megegyezik az Egyesült Államok haditengerészetének fejlett Seawolf-osztályú nukleáris tengeralattjáróiban használt S6W reaktorok teljesítményével.
Ellentétben a hagyományos közvetlen hőmeghajtással, Hu elmagyarázta, hogy a 200 MW hőteljesítményt egy szuperkritikus szén-dioxid (sCO2) generátor fogja hasznosítani a rendkívül hatékony Brayton-ciklus segítségével. Ez a rendszer 50 MW elektromos energiát termel, amely elegendő a hajó hosszú távú meghajtásához anélkül, hogy újratöltésre lenne szükség.
A sCO2 ciklus termikus-elektromos átalakítási hatékonysága 45-50 százalék között mozog, ami jelentős előrelépés a hagyományos gőzalapú reaktorok körülbelül 33 százalékos hatékonyságához képest.
Biztonság és környezetbarát működés
A tervezés egyik legfontosabb előnye az inherent biztonságosság, amely elsősorban a tórium használatából ered. A tórium jóval gyakoribb elem, mint az urán, és a reaktor kialakítása nem igényel vízhűtést. Ez lehetővé teszi egy kisebb, csendesebb és biztonságosabb rendszer létrehozását.
Hu több biztonsági mechanizmust is ismertetett:
- A reaktor légköri nyomáson működik, így kizárt az esetleges robbanásveszélyes nyomásnövekedés.
- Erős negatív hőmérsékleti együtthatóval rendelkezik, ami azt jelenti, hogy a nukleáris reakció természetesen lassul magasabb hőmérsékleten, megelőzve az ellenőrizetlen reakciót.
- Két passzív hőelvonó rendszer gondoskodik a túlmelegedés elleni védelemről.
- Vészhelyzet esetén az olvasztott só üzemanyag egy biztonsági kamrába esik és megszilárdul, így csapdába ejti a radioaktív anyagokat.
- A teljes reaktor egy zárt, moduláris egységként működik, amelynek élettartama tíz év.
A modul tíz év után cserélhető, nem pedig helyszíni újratöltést igényel, ami jelentősen csökkenti a szivárgások és emberi hibák kockázatát. Vészhelyzet esetére egy 10 MWe teljesítményű dízelgenerátor is rendelkezésre áll.
Kína nukleáris energia irányába tett lépései
Ez a konténerszállító kulcsfontosságú része Kína szélesebb körű törekvéseinek az előremutató nukleáris energia területén. Az ország 2025-ben mérföldkőhöz érkezett: kísérleti tóriumreaktora a Góbi-sivatagban lett az első olyan reaktor a világon, amely hosszútávon stabil működést ért el – ezzel bizonyítva a technológia életképességét.
Érdemes megjegyezni, hogy az Egyesült Államok már az 1960-as években feladta saját tóriumreaktor-programját. Ezzel szemben Kína kihasználja hatalmas tóriumkészleteit – különösen Belső-Mongóliában –, hogy táplálja ezt az új generációs reaktortípust.
Hu Keyi további tervekről is beszámolt: Kína más nukleáris hajók fejlesztését is vizsgálja, például egy Suezmax méretű olajszállító tanker építését ólom-bizmut hűtésű gyorsreaktorral és egy úszó atomerőmű telepítését.
Új áttörések a tóriumtechnológiában
Egy friss áttörés tovább erősíti Kína elkötelezettségét a tóriumtechnológia iránt: az ország bejelentette az első sikeres tórium-urán átalakítást egy TMSR-ben (Thorium Molten Salt Reactor). Ez az eredmény az első kézzelfogható bizonyíték arra, hogy technikailag megvalósítható tóriumot használni olvasztott só reaktor-rendszerben.
Ez az áttörés kulcsfontosságú mérföldkő Kína számára: lehetőséget ad arra, hogy kihasználja bőséges hazai tóriumkészleteit és jelentős előrelépést jelent a globális következő generációs nukleáris energiafejlesztések terén.
Forrás: https://interestingengineering.com/transportation/thorium-powered-nuclear-cargo-ship
