Společnost Terrapower upravila návrh reaktoru, který využívá k výrobě elektřiny téměř nevyčerpatelný zdroj energie. Jedná se o reaktor s postupnou vlnou, tzv. Traveling Wave Reactor) od klasických reaktorů, které dokážou využít jen cca. 5 % paliva, se liší následujícími schopnostmi.
Po nastartování se dostane do stavu, v němž nepotřebuje další obohacený uran ani přepracování paliva, ale spalují ochuzený uran, přírodní uran, thorium, použité palivo nebo kombinace těchto materiálů. Reaktor by měl být schopen pracovat na jednu dávku paliva kolem 60 let, aniž by vyžadoval údržbu. Terrapower vnímá tento reaktor jako možnou alternativu k fúzním reaktorům, které jsou ceněni pro jejich potenciál, výroby elektřiny z téměř nevyčerpatelného zdroje paliva.
Práce na designu reaktoru začaly již v roce 2006. OD té doby společnost svůj původní záměr několikrát upravila, aby reaktor vypadal více jako konvenční. Tyto změny usnadní práci inženýrům a stavitelům při konečné realizaci. Zahájení výstavby 100 MW demonstračního zařízení by mělo začít v roce 2016 a 2020. Na výstavbě se bude podílet konsorcium celostátních společností, univerzit a laboratoří, aby byly překonány technické problémy jako jsou vývoj nových materiálů, které snesou nasazení v reaktoru po celá desetiletí.
- kryt reaktoru
- palivový kryt
- jádro
- regulační tyče
- mechanické pumpy
- výměník tepla
Reaktor je navržen tak, aby byl více bezpečnější než současné reaktory, protože nevyžaduje elektrickou energie pro spuštění chlazení.
Konvenční reaktory využívají k výrobě elektřiny štěpení vzácné formy uranu-235. V reaktoru s postupnou vlnou je jen malé množství uranu 235U, které se využívá jen k jeho spuštění. Štěpením vzniklé rychlé neutrony se zachytí v ochuzeném uranu 238U a jadernou reakcí ho přemění v plutonium 239Pu. Uran 238U je snadno dostupný, protože je to odpadní materiál z jaderných paliv konvenčních reaktorů. Také se dá získat z mořské vody. Teoreticky tak lze říci, že je dost na planetě dostatek paliva po dodávání potřebného výkonu po miliony let.
V původním designu bylo v aktivní zóně reaktoru velké množství uranu 238U. Proces štěpení začínal na jednom konci, kde se začalo produkovat plutonium 239Pu, teplo vzniklé štěpením se používá na výrobu páry pro pohon turbíny. Tato reakce se pohybuje od jednoho konce na druhý (vlnou).
V novém designu probíhají všechny reakce v blízkosti středu reaktoru. Ve středu reaktoru jsou palivové tyče s uranem 235U pro nastartování reaktoru. Okolní tyče jsou tvořeny uranem 238u. Proces štěpení tak začíná u tyčí, které jsou nejblíže jádru. Když dojde k k vyčerpání palivových tyčí s uranem 238u, dojde k jejich přemístění ze středu pomocí dálkově ovládaného mechanického zařízení na obvod reaktoru a ze středu dovnitř. Díky tomuto systému se nejvíce teplo pro tvorbu páry tvoří v blízkosti středu. Díky tomu je jednoduší toto teplo využívat k pohonu turbín.
Jedním z největších problémů je zajistit, aby ocelový plášť reaktoru vydržel desetiletí působení záření. Současné materiály jsou již dost dobré a do 40 let by měly být ještě dvakrát až třikrát odolnější. Pro předvídání, jak bude reagovat dostupný materiál v průběhu času se využívají počítačové mety.
Společnost Terrapower také vyvinula plán na pasivní chlazení. Jako chladící kapaliny se využívá roztavený kov sodíku.Sodíku trvá mnohem déle, než se začne vařit oproti vodě, to dává provozovatelům zařízení více času na reakce v případě nehod. Rizikem u sodíku však je, že prudce reaguje, když je vystaven vzduchu nebo vodě.
V současné chvíli se jedná se zeměmi, kde bude vystaveno demonstrační zařízení. Jednání probíhá v Číně, Rusku a Indii. Kde bude nakonec demonstrační zařízení postaveno bude oznámeno v několika příštích měsících.
