Bateria jądrowa w Galenie jest proponowaną lokalizacją baterii jądrowej nad rzeką Yukon w wiosce Galena w stanie Alaska USA. Jeśli zostanie wybudowany, będzie pierwszym nie-militarnym reaktorem na Alasce, który będzie służył dla celów bytowych ludności. Reaktor ten napędzany jest zubożonym uranem.

Galena jest miejscowością położoną poza siecią dróg dla pojazdów kołowych. Potrzeby energetyczne są zaspokojane dzięki dostawom drogą wodną i powietrzną oleju napędowego, benzyny i propanu. W wiosce unika sie używania energii elektrycznej i stanowi ona zaledwie około 4% całego zużycia energii. Powierzchnie mieszkalne ogrzewane są z użyciem nafty i drewna. Galena jest zlokalizowana w strefie klimatycznej, gdzie rzeka Yukon jest zamarznięta przez 8-9 miesięcy w roku, uniemożliwiając dostawy drogą wodną. Alternatywą są dostwy drogą powietrzną z wykorzystaniem samolotów transportowych. Taka trudność w dostępie do paliwa powoduje, że energia jest bardzo droga dla mieszkańców. Cena elektryczności jest dyktowana ceną paliw i wynosi około $2.45/gal = $.35/Kwh(2004), $4.25/gal = $.68/Kwh(2006).

W grudniu 2004 r. Rada Gminy Galena zaakceptowała propozycję Toshiby przetestowania nowego reaktora 4S (Super Safe, Small and Simple) „baterii jądrowej” – reaktora wymagającego minimalnego zaangażowania obsługi ludzkiej. Jeśli reaktor będzie pozytywnie licencjonowany, wówczas Toshiba zainstaluje go nieodpłatnie do 2012 roku. Oczekuje się, że koszt energii elektrycznej wyniesie 5–13 centów/kWh, która to cena jest kosztem operacyjnym. Przewiduje się, że reaktor może pracować bez ponownego doładowania paliwem jądrowym przez 30 lat.

Reaktor typu LMFR ogrzewa parę do temperatury 500 st.C i jest umieszczony w szczelnym betonowym cylindrze 30 metrów pod ziemią. Urządzenia na powierzchni (instalacja turbiny parowej) zajmują wymiary 22 × 16 × 11 m. Elektrownia zapewni co najmniej 10 MW mocy elektrycznej dla gminy Galena.

Jeśli projekt w Galenie powiedzie się, Toshiba zamierza sprzedać więcej generatorów typu 4S na Alasce i w pozostałych stanach USA.

4S – bateria jądrowa zaprojektowana przez japońską firmę Toshiba.

Nazwa pochodzi od ang. super safe, small, simple – super bezpieczny, mały, prosty. Jest to mały, samowystarczalny reaktor („elektrownia jednorazowego użytku”), po wyczerpaniu paliwa planuje się wymianę całego reaktora.

Pierwszy egzemplarz ma zostać zainstalowany na Alasce w miasteczku Galena.

Będzie zamknięty w dwustutonowym metalowym cylindrze pod ziemią na głębokosci 30 m. Doprowadzana rurą woda po ogrzaniu się i przejściu w parę będzie napędzać turbinę produkujacą prąd. Moc reaktora ma wynosić 10 MW, czas pracy 30 lat[1].

Budowanie tak małych reaktorów może mieć zastosowanie w dywersyfikacji i rozproszeniu źródeł energii elektrycznej przyczyniając się do zwiększenia bezpieczeństwa energetycznego.

Budowa i zasada działania

W baterii umieszczony jest izotop promieniotwórczy stanowiący jedną elektrodę oraz odizolowana próżnią lub dielektrykiem druga elektroda. Izotop podczas rozpadu emituje promieniowanie β, które jest wychwytywane przez przeciwległą elektrodę. Dzięki temu elektroda z radioizotopem uzyskuje ładunek elektryczny dodatni, a druga ładunek ujemny. Gromadzący się ładunek wywołuje różnicę potencjałów pomiędzy elektrodami (czyli napięcie elektryczne), która może wywołać przepływ prądu elektrycznego. Baterie jądrowe używają izotopów emitujących promieniowanie β niskiej energii. Niskie energie są konieczne aby zapobiec powstawaniu promieniowania hamowania (Bremsstrahlung), które wymaga stosowania ciężkich ekranów ochronnych. Poza tym okres rozpadu powinien być na tyle długi, aby bateria nie straciła w krótkim czasie swojej mocy. Stosowane są izotopy: tryt, 63Ni, 147Pm, 99Tc i 238Pu.

Baterie jądrowe mogą wytworzyć dużo więcej energii z jednostki masy baterii niż baterie chemiczne i są w stanie pracować przez dziesiątki lat. Niedogodnością jest niewielka sprawność (około 0,1 – 5%) i mała wydajność rzędu nano- lub mikrowatów na cm², podczas gdy baterie konwencjonalne osiągają wydajność kilku W/cm². Dlatego do uzyskania odpowiedniej mocy konieczne jest użycie elektrod o dużej powierzchni.

Baterii jądrowej nie należy mylić z radioizotopowym generatorem termoelektrycznym (RTG), który wytwarza energię elektryczną także z rozpadu promieniotwórczego, ale jego zasada działania jest zupełnie inna.

Baterie betawoltaiczne

Bateria betawoltaiczna jest odmianą baterii jądrowej. Zamiast elektrody zastosowana jest płytka półprzewodnikowa ze złączem p-n. Pierwiastek promieniotwórczy podczas rozpadu, emituje promieniowanie β, co powoduje wytworzenie się w półprzewodniku par dziura-elektron. Gromadzenie się tych par, wywołuje powstanie siły elektromotorycznej. Zasada działania jest podobna do działania baterii słonecznej, w której fotony światła widzialnego (a nie promieniowanie jonizujące) powodują powstanie par dziura-elektron. W maju 2005 roku grupa naukowców z uniwersytetów Rochester i Toronto opracowała niewielką baterię betawoltaiczną opartą na trycie, której wydajność jest kilkakrotnie większa od poprzednich rozwiązań. Bateria może służyć jako źródło zasilania np. do rozruszników serca.

Parowa siłownia jądrowa w mikro skali

Nazwa „Bateria jądrowa” używana jest także dla projektów elektrowni jądrowych o mocy kilkunastu megawatów elektrycznych do zasilania miejscowości zlokalizowanych poza siecią dróg i sieciami dystrybucji energii elektrycznej lub gazu. Przykładem jest miejscowość Galena zamieszkana przez 675 osób (2000), położona na Alasce (USA), gdzie w 2012 roku planowane jest uruchomienie elektrowni atomowej tylko na potrzeby lokalnej społeczności (reaktor 4S).

[wp_geo_map]

Źródło: wikipedia.org

Polecane:

USA - Satelita Aqua wykonał zdjęcie ogromnej burzy pyłowej nad Alaską
UK - Kamery na brytyjskich stacjach benzynowych Tesco skanują twarze klientów w celu rozpoznania płc...
Irak i Syria - Dzień targowy dla dżihadystów w Mosulu i Raqqa, najlepsze ceny osiągają zielonookie d...
Odkryto zorzę polarną na brązowym karle oddalonym od nas o 20 lat świetlnych, zjawiska te są tam mil...
USA - W Kalifornii wykoleił się i wpadł do rzeki pociąg z 214 osobami, na tory przewróciło się drzew...
LosyZiemi - Silna burza geomagnetyczna wystąpi 2 września 2016 roku
Nagranie fotografa z Peru wywołało w sieci duże zaniepokojenie, jedni widzą chmurę deszczową, inni t...
Po 18 latach z ciała Wietnamczyka wyciągnięto kleszcze, które zostawiono tam podczas operacji
USA - Duży aligator przechadzał się po jednym z rezerwatów na Florydzie