Elena AM, Rosatom’un siparişi üzerine Kurchatov Atom Enerjisi Enstitüsü’nde geliştirilmekte olan bir pilot nükleer termoelektrik santral. Reaktör ve kritik ekipmanların tasarımı 2024 yılı sonuna kadar hazır olacak.
Elena Pasifikte
Sovyet mühendislerin bakım gerektirmeden 10 yıla kadar çalışabilecek bağımsız bir nükleer güç santrali yapma fikri 1960’lı yıllara dayanıyor. Böylesi bir santralin ayrıntılı tasarımı 1975’te tamamlanırken, Gamma adlı ünite 1982’de devreye alındı. Termal enerji kaynağı olarak su soğutmalı, su yavaşlatmalı, kendi kendini kontrol eden bir reaktör kullanılırken, ısının giderilmesi için birincil ve ikincil devrelerde doğal sirkülasyona ihtiyaç duyuluyordu. Termal enerji, termoelektrik prensibi kullanılarak elektriğe dönüştürüldü.
Termoelektrik jeneratörde, iki iletken arasındaki sıcaklık farkları voltaj farklılıkları yarattığı için ısı doğrudan elektriğe dönüştürülüyor. Alan tüpü tipi (bir diğerinin içine yerleştirilmiş bir boru) Gamma termoelektrik modüllerinde yarı iletken piller düşük sıcaklıktaki üçlü alaşımlardan yapılıyordu. Gamma, 220 kW termal güç ve 6,6 kW elektrik üretebiliyordu. Ünitenin tamamı, ısının uzaklaştırılması ve biyolojik koruma amacıyla bir su havuzuna yerleştirilirken, doğal soğutucu sirkülasyonu ve termoelektrik dönüşüm o dönem için hem devrim niteliğinde fikirler hem de yenilikçi çözümlerdi.
1989 yılında, SSCB Bilimler Akademisi Uzak Doğu Bölümü, Popov Adası’ndaki Elena Körfezi yakınındaki Pasifik Okyanusoloji Enstitüsü tarafından işletilen bir araştırma istasyonuna ısı ve güç sağlamak için pilot bir termoelektrik kojenerasyon santrali geliştirmeyi önerdi. Santrale körfezden dolayı Elena adı verildi. Başlangıç aşaması mühendislik tasarımı 1990 yılı başında tamamlanan Elena, 880 kW elektrik ve 3 MW ısı üretme kapasitesine sahipti. Temel yapısal ve teknik çözümler Gamma’dan devralınırken, ülkedeki finansman yetersizliği ve ekonomik koşullar nedeniyle proje hayata geçirilemedi.
Elena’nın yeniden hayata geçirilmesi
Kurchatov Atom Enerjisi Enstitüsü tarafından Rosatom’un siparişi üzerine geliştirilen yeni santralin adı Elena AM. Buradaki “AM” kısaltmasındaki A ve M harfleri “otomatik” ve “geliştirilmiş” anlamına gelir. Isı ağları olmayan, geleneksel fosil yakıtlarla tedarik edilemeyecek kadar uzak ve bunları ulaştırmanın maliyetli olduğu ücra ve ulaşılması zor bölgelerde ısı kaynağı olarak hizmet vermek üzere tasarlandı.
Elena AM, 7 MW olarak tasarlanmış bir termal kapasiteye ve iki devresinde doğal bir soğutucu (su) dolaşımına sahip. Geliştirilmekte olan ekipmanın hizmet ömrünün 40 yıl olması planlanıyor. 120 cm yüksekliğindeki reaktör çekirdeği, %19,5’ten daha az zenginleştirilmiş yakıt içeren 241 demetten oluşacak. Su soğutmalı, su yavaşlatmalı reaktör, negatif sıcaklık reaktivite etkisi (sıcaklık ne kadar yüksek olursa reaktivite o kadar düşük olur) ve yanabilir bir soğurucu nedeniyle tüm elektriksel ve termal yük spektrumunda kendi kendini kontrol edebilecek.
Santralin termoelektrik jeneratörü minimum 200 kW elektrik üretim kapasitesine sahip olacak. Nominal kapasitesinin %20 ila %100’ü arasında günlük üretim değişiklikleriyle yük takip modunda çalışması planlanan santralde üretilen elektriğin santralin kendi ihtiyaçları ve civarındaki tüketiciler için yeterli olması bekleniyor.
Santralin bir diğer önemli özelliği ise bakım gerektirmeyen tasarımı. Elena AM, tam otomatik I&C ve yardımcı sistemlerle donatılacak.
Santralin ana ekipmanı için destekleyici bir yapı görevi görecek olan su dolu çelik havuz, aynı zamanda iyonlaştırıcı radyasyonu emerek biyolojik koruma işlevi de görecek. Düşük kapasitesi nedeniyle santralde çok az ısı depolanacak, yani yakıt ve su arasındaki sıcaklık farkları 50°C’yi aşmayacak. Pompa veya vanaların bulunmadığı tesis daha güvenli olacak. Elena AM, MSK-64 ölçeğine göre 8 büyüklüğündeki deprem sırasında ve sonrasında faaliyetini sürdürebilecek ve 9 büyüklüğündeki bir deprem sonrasında da güvende kalabilecek. Santral ayrıca 215 m/s hızla hareket eden 20 tonluk bir uçağın çarpmasına karşı da dayanabilecek güçte tasarlandı. 200 tonluk bir uçağın 100 m/s hızla çarpması için tasarım esasının ötesinde tahminler de yapılacak.
Yılda 350 gün çalışması planlanan santralde, faaliyet dışı iki haftalık sürede sistem kontrolü ve bakım faaliyetleri yürütülecek. Bakım ve onarımların her yıl iki haftalık ara sırasında özel bir gezici ekip tarafından yapılması planlanıyor.
Elena AM şimdilik geliştirme aşamasında bulunuyor. Elena AM’ın faaliyetleri ilerledikçe sahip olduğu özellikler de daha da iyileştirilecek.
