Досягнення в галузі матеріалознавства та технологій допомагають продовжити життя атомних електростанцій, тому країни можуть продовжувати отримувати переваги від чистої енергії.

«Вартість реконструкції атомної електростанції для довгострокової експлуатації значно нижча, ніж будівництво нової атомної електростанції», - сказав Ед Бредлі, керівник групи з експлуатації та інженерної підтримки атомних електростанцій МАГАТЕ. «Тривала експлуатація атомної електростанції - це чудова можливість покращити стійкість нинішньої атомної генерації, оскільки вона є одним з найбільш економічно ефективних джерел низьковуглецевої електроенергії. З матеріалами та технологіями, які ми маємо сьогодні порівняно з минулим, це стало привабливим та конкурентним варіантом для багатьох країн, які прагнуть декарбонізації».

Більшість ядерних реакторів спочатку були побудовані з тривалістю експлуатації від 30 до 40 років. Подовження терміну служби атомної електростанції передбачає оцінку існуючої електростанції та визначення того, чи може вона безпечно, безпечно та економічно ефективно продовжувати роботу після передбаченої дати виходу на пенсію. Коли життя заводу продовжується, операції часто можуть тривати ще 20-40 років.

«Враховуючи велику та ретельну роботу, проведену під час першого розміщення, проектування та будівництва атомної електростанції, а також управління старінням під час експлуатації, з певними оновленнями та реконструкціями, багато атомних електростанцій здатні продовжувати безпечну експлуатацію далеко за межі спочатку очікуваного терміни виконання операцій», - сказав Роберт Криванек, старший офіцер безпеки з МАГАТЕ. Однак деякі атомні електростанції мають певні компоненти та конструкції, які неможливо легко або економічно оновити, а це означає, що вони не придатні для тривалої експлуатації, додав він.

Однією з основних проблем зі старінням ядерного реактора є деградація. Під час роботи установки її конструкції та компоненти повинні витримувати високі температури, інтенсивні умови та безперервну роботу, що з часом може їх зносити.

«Регулярне оцінювання та заміна деталей може пом'якшити деградацію, але з часом це може бути не найкращим економічним підходом, особливо у випадку довгострокової експлуатації», - сказав Бредлі.

Розвиток нових методів, таких як зварювання лазерним променем та зварювання з тертям, та матеріалів, таких як дуплекс з нержавіючої сталі, які забезпечують кращу корозійну стійкість, означає, що деякі компоненти тепер можуть безпечно прослужити довше, що робить економічно доцільнішим для атомної електростанції для продовження роботи.

Дослідники також розвивають краще розуміння того, як різні умови експлуатації на атомній електростанції можуть вплинути на компоненти та конструкції. Наприклад, у випадку реакторів CANDU в Онтаріо (Канада), які були введені в експлуатацію між 1970 та 1993 роками, дослідження матеріалознавства та перевірка компонентів дозволили деяким компонентам безпечно працювати ще протягом 10 років після очікуваних 30 років. Програма реконструкції на суму 18,5 млрд доларів США ще більше продовжить роботу на другий цикл ще на 40 років. Це означає, що деякі реактори, побудовані у 1980 -х роках, будуть безпечно працювати до 2060 -х років.

«Наші реактори були побудовані в той час, коли у нас не було багато даних експлуатації атомних електростанцій, і початковий очікуваний термін служби нашої конструкції був консервативно оцінений у 30 років», - сказав Фред Дермаркар, президент та головний виконавчий директор CANDU Owners Group, промислова група атомних операторів у семи країнах, що використовують реактори CANDU. «Оскільки ми керуємо цими установками, знайомимося з ними та розуміємо, як вони старіють, ми можемо усвідомити величезну користь від продовження експлуатації в довгостроковій перспективі».

Дермаркар пояснив, як сучасне матеріалознавство використовується для прогнозування властивостей матеріалу на багато років у майбутнє. «Реактори CANDU використовують для охолодження палива компоненти, які називаються трубками під тиском. В середовищі реактора властивості трубки під тиском змінюються з часом через високий потік нейтронів, високу температуру й тиск та корозію від охолоджуючої води. Наприклад, щоб передбачити зміни від корозії, ми почали з опромінених труб під тиском, які були видалені з працюючих реакторів. Потім ми застосували методи штучного прискорення корозії, а потім провели великі випробування, щоб визначити властивості матеріалів цих штучно зістарених компонентів. Таким чином, ми можемо продемонструвати, наскільки далеко ми можемо досягти цих компонентів».

Зараз дослідники також вивчають, як використовувати великі дані для оцінки та визначення доцільності довгострокової експлуатації атомної електростанції. Великі дані - це термін, що використовується для опису аналізу надзвичайно складних і великих обсягів даних, зібраних дуже швидко і часто в режимі реального часу для виявлення тенденцій та закономірностей та прогнозування результатів та поведінки.

Для довгострокової експлуатації атомної електростанції мільйони точок даних збираються під час роботи електростанції, включаючи журнали роботи, вимірювання на реакторах та повідомлені події. Видобуваючи ці дані за допомогою ядерного програмного забезпечення для великих даних, дослідники можуть передбачити, використовуючи засоби моделювання, як системи, структури та компоненти заводу можуть старіти за різних умов, а також визначати, що може потребувати заміни та приблизно, коли ця заміна має відбутися.

«Великі дані - це не тільки майбутнє; це відбувається зараз, і воно набирає обертів», - сказав Дермаркар. «Наші електростанції модернізуються, і вони оснащуються більшою кількістю портативних приладів, які легко монтуються для збору даних та передбачення проблем на ранніх стадіях, що дозволяє нам вживати ранні коригувальні дії. Ми бачимо реальні переваги: наші заводи сьогодні працюють краще, ніж будь -коли в історії».

Допомога країнам у довгостроковій експлуатації атомних електростанцій є частиною роботи МАГАТЕ. Вона розробляє визнані на міжнародному рівні стандарти безпеки, надає вказівки за допомогою технічних публікацій, таких як публікація «Уроки старіння атомних електростанцій: Міжнародні загальні уроки старіння», а також ділиться досвідом через експертні місії з питань безпеки довгострокових операцій (SALTO). МАГАТЕ також координує робочу групу для операторів, регуляторів та осіб, що приймають рішення з усього світу, для обговорення їх досвіду та обміну передовим досвідом.

«Першочергове завдання довгострокової експлуатації - підтримувати найвищі стандарти безпеки та робити це економічно», - сказав Гаррі Дж Янг, директор служби поновлення ліцензій Entergy Nuclear та голова робочої групи МАГАТЕ з довгострокової експлуатації. «Наша робоча група постійно досліджує шляхи забезпечення ефективності та безпеки та розповсюдження результатів та досягнень, досягнутих у цій галузі, щоб дослідження та розробки були найбільш корисними для всіх».

Ознайомитись зі статтею мовою оригіналу можна за посиланням.