Villigen – Μια σημαντική τεχνολογική εξέλιξη στον τομέα της πυρηνικής ενέργειας δρομολογείται σε απόσταση αναπνοής από τα γερμανικά σύνορα, με επίκεντρο το ελβετικό έδαφος. Στην περιοχή του Villigen, στο καντόνι του Aargau, προετοιμάζεται η εγκατάσταση και δοκιμή ενός πρωτοποριακού αντιδραστήρα, ο οποίος φιλοδοξεί να επαναπροσδιορίσει τα δεδομένα ασφάλειας και διαχείρισης αποβλήτων στην ευρωπαϊκή ήπειρο. Το ερευνητικό αυτό έργο, που αναπτύσσεται μόλις 15 χιλιόμετρα νότια της γερμανικής πόλης Waldshut, φέρνει στο προσκήνιο την τεχνολογία των αντιδραστήρων τηγμένου άλατος (MSR).
Η επιλογή της τοποθεσίας δεν είναι τυχαία, καθώς το Villigen φιλοξενεί το Ινστιτούτο Paul Scherrer (PSI), το μεγαλύτερο ερευνητικό κέντρο φυσικών και μηχανικών επιστημών της Ελβετίας. Το Ινστιτούτο, το οποίο διαθέτει εγκαταστάσεις και στο γειτονικό Würenlingen, έχει μακρά παράδοση στην πυρηνική έρευνα. Η περιοχή αποτελεί ήδη έναν πυρηνικό κόμβο, καθώς στο Würenlingen βρίσκεται η κεντρική εγκατάσταση προσωρινής αποθήκευσης ραδιενεργών αποβλήτων (Zwilag), ενώ λίγο πιο κάτω στον ρου του ποταμού Aare λειτουργούν οι παλαιότεροι πυρηνικοί αντιδραστήρες της Ελβετίας, Beznau 1 και 2.
Σε αντίθεση με τις παλαιότερες εγκαταστάσεις, που παραπέμπουν στις αρχικές δεκαετίες της ατομικής εποχής, το νέο εγχείρημα στο Villigen εστιάζει στο μέλλον. Το Ινστιτούτο Paul Scherrer φιλοδοξεί να γίνει το πρώτο ερευνητικό κέντρο στην Ευρώπη που θα πειραματιστεί με έναν υπερσύγχρονο αντιδραστήρα τηγμένου άλατος χρησιμοποιώντας πυρηνικό καύσιμο. Σύμφωνα με τα διαθέσιμα στοιχεία, εργασίες κατασκευής βρίσκονται ήδη σε εξέλιξη στους χώρους του ινστιτούτου για την υποστήριξη αυτού του σκοπού.
Συνεργασία Δανίας και Ελβετίας λόγω νομοθετικών περιορισμών
Πίσω από την τεχνολογική καινοτομία βρίσκεται η δανική νεοφυής επιχείρηση Copenhagen Atomics. Η εταιρεία αναγκάστηκε να αναζητήσει έδαφος εκτός της πατρίδας της για την ανάπτυξη της τεχνολογίας της, καθώς η Δανία διατηρεί αυστηρό νομοθετικό πλαίσιο που απαγορεύει τη χρήση πυρηνικής ενέργειας. Αντιθέτως, το περιβάλλον στην Ελβετία κρίθηκε ευνοϊκότερο, ιδιαίτερα μετά το δημοψήφισμα του 2016, όπου οι Ελβετοί πολίτες απέρριψαν την πρόταση για πρόωρη εγκατάλειψη της πυρηνικής ενέργειας.
Η σύμπραξη με το Ινστιτούτο Paul Scherrer προσφέρει στους Δανούς την απαραίτητη τεχνογνωσία και τις υποδομές για την υλοποίηση του οράματός τους. Ο σχεδιαζόμενος αντιδραστήρας διαφέρει ριζικά από τους συμβατικούς. Η δομή του προσομοιάζει με αυτή ενός κρεμμυδιού, αποτελούμενη από πολλαπλά στρώματα. Στον εσωτερικό πυρήνα κυκλοφορεί υγρό αλάτι αναμεμειγμένο με πυρηνικό καύσιμο, όπου μέσω της σχάσης παράγεται θερμότητα για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.
Περιμετρικά του πυρήνα υπάρχει ένα στρώμα επιβραδυντή που αποτελείται από βαρύ ύδωρ, το οποίο εξασφαλίζει την ομαλή και ελεγχόμενη εξέλιξη της πυρηνικής αντίδρασης. Το εξωτερικό στρώμα περιέχει θόριο, ένα στοιχείο που δεσμεύει νετρόνια και παράγει νέο καύσιμο. Βασικό πλεονέκτημα αυτής της μεθόδου θεωρείται η δραστική μείωση των μακρόβιων ραδιενεργών αποβλήτων, καθώς και η εξάλειψη του κινδύνου πυρηνικού ατυχήματος τύπου τήξης του πυρήνα, σύμφωνα με τους σχεδιαστές.
Τεχνικές προκλήσεις και βιομηχανική παραγωγή
Παρά τις υποσχέσεις ασφάλειας, η τεχνολογία των αντιδραστήρων τηγμένου άλατος αντιμετωπίζει σημαντικές τεχνικές δυσκολίες. Το υγρό αλάτι έχει διαβρωτικές ιδιότητες που προσβάλλουν τα μεταλλικά κράματα, ενώ η έντονη ακτινοβολία νετρονίων καθιστά τα μέταλλα εύθραυστα. Ως εκ τούτου, η προβλεπόμενη διάρκεια ζωής των μονάδων περιορίζεται σε περίπου πέντε έτη, μετά το πέρας των οποίων θα απαιτείται αντικατάσταση.
Η σχεδιαστική φιλοσοφία της Copenhagen Atomics βασίζεται στη δημιουργία μονάδων μικρής κλίμακας, μεγέθους κοντέινερ, οι οποίες θα μπορούν να μεταφέρονται εύκολα με φορτηγά. Κάθε μονάδα μήκους δώδεκα μέτρων προβλέπεται να αποδίδει θερμική ισχύ 100 μεγαβάτ. Για τη δημιουργία μεγαλύτερων μονάδων παραγωγής ενέργειας, τα αρθρωτά αυτά τμήματα θα μπορούν να συνδέονται μεταξύ τους κατά το δοκούν. Στόχος της εταιρείας είναι η έναρξη της βιομηχανικής παραγωγής περίπου το 2030, με δυνατότητα κατασκευής έως και δέκα αντιδραστήρων ετησίως σε αρχικό στάδιο.
Σε παγκόσμιο επίπεδο, η τεχνολογία αυτή βρίσκεται ακόμη σε πειραματικό στάδιο. Ενώ η Ρωσία έχει εγκαταστήσει πιλοτικές μονάδες σε πλωτές πλατφόρμες από το 2020 και η Κίνα λειτούργησε τον πρώτο πειραματικό αντιδραστήρα τηγμένου άλατος στην πόλη Wuwei το διάστημα 2023-2024, τα δεδομένα λειτουργίας παραμένουν περιορισμένα. Παράλληλα, η γερμανο-καναδική εταιρεία Dual Fluid Energy σχεδιάζει αντίστοιχη δοκιμή στη Ρουάντα, εκμεταλλευόμενη το ευέλικτο ρυθμιστικό πλαίσιο της αφρικανικής χώρας.
Η στρατηγική αδειοδότησης και το χρονοδιάγραμμα
Η υλοποίηση του έργου στο ελβετικό έδαφος καλείται να ξεπεράσει τον σκόπελο της αυστηρής νομοθεσίας. Ο ελβετικός νόμος περί πυρηνικής ενέργειας απαιτεί πολύπλοκες διαδικασίες αδειοδότησης για αντιδραστήρες ισχύος 100 μεγαβάτ. Προκειμένου να επιταχυνθεί η διαδικασία, το Ινστιτούτο Paul Scherrer προσανατολίζεται σε μια στρατηγική κίνηση: τη δοκιμή μιας «μικρο-έκδοσης» του αντιδραστήρα.
Το σχέδιο προβλέπει τη λειτουργία μιας μονάδας με ισχύ μόλις ενός μεγαβάτ για περιορισμένο χρονικό διάστημα ενός μηνός. Οι ερευνητές εκτιμούν ότι με αυτά τα χαρακτηριστικά, οι ομοσπονδιακές αρχές θα μπορούσαν να χαρακτηρίσουν την εγκατάσταση ως χαμηλού κινδύνου, παρακάμπτοντας έτσι την ανάγκη για τη χρονοβόρα γενική άδεια πλαισίου (Rahmenbewilligung). Ωστόσο, τον τελευταίο λόγο θα έχει η Ομοσπονδιακή Επιθεώρηση Πυρηνικής Ασφάλειας (ENSI), η οποία είναι αρμόδια για την αξιολόγηση της ασφάλειας.
Εφόσον οι αρμόδιες αρχές και το Υπουργείο Ενέργειας ανάψουν το πράσινο φως για την άδεια κατασκευής και λειτουργίας, το πείραμα αναμένεται να πραγματοποιηθεί το 2028 ή το 2029. Η επιτυχία του εγχειρήματος εξαρτάται από την απουσία τεχνικών απροόπτων κατά τη φάση της προετοιμασίας και την έγκριση των ρυθμιστικών αρχών.
