RITM-200N, Rusya’nın ilk kara tabanlı küçük modüler reaktörü (SMR) olacak. Rosatom’un bir yan kuruluşu olan OKBM Afrikantov’da tasarlanan bu reaktör, bir önceki model olan RITM-200 deniz reaktöründen farklılık gösteriyor. Bu yazıda söz konusu farklılıklar ayrıntılı olarak ele alınıyor.
Arka plan
Rusya’nın ilk kara tabanlı küçük modüler reaktörü yakında Saha Cumhuriyeti’nde (Yakutistan) inşa edilecek. 2018 yılında Rosatom ile Yakutistan Hükümeti arasında bu yönde bir iş birliği anlaşması imzalanmıştı. Anlaşma metninde de belirtildiği gibi, her ikisi de Rosatom’un bir parçası olan OKBM Afrikantov ve Moskova Devlet İhtisas Tasarım Enstitüsü (GSPI), yerel makamlar ve kuruluşların desteğiyle bir nükleer enerji santrali için bir dizi fizibilite çalışması yürüttü.
Şubat 2020’de Yakutistan, Ust-Yansk’ta RITM-200N reaktörlü küçük bir nükleer enerji santrali inşa etmek için bir pilot proje başlatıldı. Proje kapsamında, pilot santralin 55 MW elektrik gücü kapasiteli tek reaktöre sahip olması planlanıyor.
OKBM Afrikantov, 2022 yılında RITM-200N reaktörü ve reaktör çekirdeği için ayrıntılı bir mühendislik tasarımı üretti. Nisan 2023’te Rusya Devlet Nükleer Enerji Kuruluşu Rosatom’a bağlı RosEnergoAtom A.Ş, Rusya Federasyonu Federal Çevre, Teknoloji ve Nükleer Yönetim Denetleme Servisinden (Rostekhnadzor) lisans aldı.
OKBM Afrikantov ve GSPI, inşaat ruhsatının alınması kapsamında Rostechnadzor’a sunulacak bir güvenlik raporu hazırlanmasına yönelik olasılıksal güvenlik analizleri yapıyor. OKBM Afrikantov ayrıca, reaktör ekipmanı için ayrıntılı tasarım belgelerinin yanı sıra devreye alma ve işletme belgeleri geliştirmeye başladı.
Mevcut düzenleyici çerçevenin iyileştirilmesi, küçük modüler reaktörler için standardizasyon belgelerinin geliştirilmesi ve inşaat sahasının hazırlanmasına paralel olarak çalışmalar devam ediyor.
Kara tabanlının modifikasyonu
Nükleer buzkıranlar üzerine kurulmuş evrensel bir deniz tabanlı reaktörü olan RITM-200, kara tabanlı küçük modüler reaktörün prototipi olma özelliği taşıyor. Gerekli tüm tasarım temeli ve deneysel doğrulamaların yerinde yapıldığı reaktör, kompakt boyut, mükemmel yük takip etme becerileri ve az miktarda sıvı radyoaktif atık gibi SMR açısından kritik özelliklere sahip ticari ölçekte üretildi. Diğer bir temel özellik, reaktör ünitesinin entegre tasarımı.
RITM-200N reaktörü, mümkün olduğunca, RITM-200 ve RITM-200S reaktörlerinde (yükseltilmiş yüzer güç ünitelerine kurulacak) kullanılan tasarım ve yerleşim çözümlerinden faydalanıyor.
RITM-200N reaktöründe tüm güvenlik sistemleri yedekli olarak tasarlandı. Bu, aktif sistemler tarafından yerine getirilen kritik güvenlik işlevlerinin hepsinin pasif güvenlik sistemleri tarafından kopyalandığı anlamına geliyor.
SMR karada kurulacağı ve Arktik ortamında işletileceği için RITM-200N tasarımına özel teknik çözümler dahil edildi, gerekli araştırma ve deneysel çalışmalar yapıldı. Bu çözümlerden bazıları kapsamında, değiştirilemeyen reaktör ekipmanının hizmet ömrünün 40 yıldan 60 yıla çıkarılması hedefleniyor. Reaktörün enerjisi tamamen kesilse veya soğutma sıvısı kaybetse bile (Fukuşima’da olduğu gibi) reaktörün en az 72 saat güvenli kalmasını sağlamak için pasif güvenlik sistemleri de geliştiriliyor. Diğer bir dizi çözüm, hem doğal (depremler) hem de insan yapımı (20 tonluk bir uçak kazası) dış etkilere karşı koruma sağlıyor.
Birincil devrede soğutma sıvısı kaybı kazalarını izlemek için reaktöre sinyal cihazları kurulacak. Cihazların sağlayacağı veriler, acil durumlara daha zamanında ve doğru müdahale etmeyi sağlayacak. Operasyon sırasında reaktör kabının durumunu izlemek için “şahit numuneler” kullanılacak. Bunlar, reaktör kabının (reaktörden farklı olarak güvenli bir şekilde çıkarılabilirler) tahribatlı teste tabi tutulduğu aynı çelikten yapılmış tükenir test parçaları olma özelliğini taşıyor.
Kara tabanlı RITM-200 reaktörü, deniz tabanlı versiyonuna göre daha yüksek buhar kapasitesine (305 t/s – 248 t/s) ve daha yüksek güç kapasitesine (190 MW – 175 MW) sahip.
Yakıt
RITM-200N reaktörlerinin çekirdeği, deniz tabanlı reaktörlerde kullanılan reaktör çekirdeklerinden 45 cm daha uzun olan 1650 mm yakıt çubuklarına sahip 199 yakıt demeti içerecek. Kara tabanlı reaktör, intermetalik bir yakıt yerine, yakıt olarak %20’den daha az oranda zenginleştirilmiş uranyum içeren bir uranyum oksit seramiği kullanacak. Bu özellikler, yakıtın enerji potansiyelini neredeyse iki katına (kara tabanlı reaktör için 8 TWh’ye karşın deniz tabanlı reaktör için 4,5 TWh) çıkarıyor. Akademik Lomonosov yüzer nükleer santralinin KLT-40S reaktöründe kullanılan seramik yakıt fonksiyonel hale geldi. Yakıt kaplamaları, korozyona dayanıklı bir alaşımdan yapılacak ve yakıt çubuklarıyla birlikte yük takip modunda çalışacak şekilde tasarlanacak. Kara tabanlı reaktörler için yakıtın tasarım ömrü deniz tabanlı reaktörün yakıtı ile aynı, yani 10 yıl.
Planlar
Küçük modüler reaktörün temelinin 2024 yılında atılması planlanıyor. 2027 yılında işletme ruhsatının alınması, ardından 2028 yılında santralin devreye alınması hedefleniyor. Yakutistan SMR’sinin sağlayacağı elektriğin ana tüketicilerinin, büyük Kyuchus altın madenindeki madencilik ve işleme tesisleri, nadir toprak metal ve kalay yatakları ve yakındaki Ust-Kuyga, Deputatsky, Kazachye ve Severny kasabaları olacağı düşünülüyor.
