Világszerte egyre többen dolgoznak a hagyományos, nagy atomerőműveknél olcsóbb, könnyebben összeszerelhető, kevesebb biztonsági kockázatot rejtő, és nem utolsósorban olyan megoldásokon, amelyeknél sokkal kevesebb a lehetőség a korrupcióra. Ezeket kis moduláris reaktoroknak (SMR) nevezzük, előnyük pedig az, hogy olcsók, változatos technológiával működnek, könnyebb felépíteni őket, ebből következően pedig egész élettartamuk során is alacsonyabb kibocsátásúak, mint a nagy reaktorok. Olyan helyekre is eljuthatnak, ahová problémás lenne óriási erőműveket építeni, és azok az országok is könnyebben bevezethetik őket, amelyeknek eddig nem volt atomerőművük – nincs ugyanis akkora képzett személyzetre szükség, mint ezeknél.
Mivel az országok folyamatosan küzdenek a szén-dioxid-kibocsátás csökkentésével, sokuk kormánya reméli, hogy az SMR-ek segíteni fognak a klímacélok elérésében. Az év elején az Európai Bizottság azt javasolta, hogy az atomenergiát vegyék fel a „zöld befektetések” listájára, míg az Egyesült Királyság kormánya felkérte a Nukleáris Szabályozási Hivatalt, hogy kezdje meg a Rolls Royce által tervezett SMR-ek jóváhagyási folyamatát. Az SMR-eket jelenleg Argentínában, Kanadában, Kínában, Oroszországban, Dél-Koreában és az Egyesült Államokban engedélyezik és / vagy már építik. 2020 májusában egy oroszországi úszó atomerőmű volt az első SMR, amelyet kereskedelmi forgalomba helyeztek.
A Stanford Egyetem kutatója, Lindsay Krall és társai azonban most egy fontos hátrányát tárhatták fel az SMR-eknek: számításaik szerint akár harmincszor több nukleáris hulladékot is termelhetnek, mint a hagyományos reaktorok. A szakértők arra figyelmeztetnek, hogy a közvélemény figyelmen kívül hagyja a hulladékgazdálkodás és -ártalmatlanítás problémáját, miközben a politikai döntéshozók és a fejlesztők sietve dolgoznak az új nukleáris infrastruktúra kialakításán.
„Az SMR-tervezők a hulladékról beszélve gyakran csak olyan mérőszámokat alkalmaznak, mint a tömeg, ami laikusok számára is könnyen érthető. De ez nem igazán hasznos azoknak, akik ténylegesen a nukleáris hulladék kezelésével foglalkoznak – sokkal többet kell tudnunk az anyagról magáról, például, hogy a bomlása közben mennyi hő szabadul fel” – idézi Krallt a Chemistry World. „Mi a hulladék radionuklid-összetétele? Mi az a kémiai mátrix, amelybe ezek a radionuklidok kötődnek? Mennyi kis és közepes aktivitású hulladék keletkezik? És különösen fontos: mekkora a hasadó nuklidok koncentrációja a kiégett üzemanyagban?” Mindez laikusok számára rengeteg ismeretlen fogalmat takarhat, egy szakember azonban ezek alapján állapítja meg, mennyire veszélyes tulajdonképpen a keletkező radioaktív hulladék.
„Amikor hasadással van dolgunk, minden hasadási esemény egy vagy több neutront generál, és ezek a neutronok továbbvihetik a láncreakciót, amelyet a reaktorban próbálunk mérsékelni és szabályozni” – mondja Krall. „A kisebb mag azonban elkerülhetetlenül elveszíti a keletkező neutronok nagyobb részét. Tehát nehezebb fenntartani egy ilyen láncreakciót egy SMR-ben.”
A neutronszivárgás kezelésére általános megközelítés az, hogy a reaktormag köré grafit vagy acél neutronreflektorokat helyeznek el (neutronreflektor lehet bármilyen anyag, ami visszaveri a neutronokat). De ezek a reflektorok a neutronokat nemcsak visszaverik, hanem el is nyelik, így pedig radioaktívvá válnak. Krall megjegyezte, hogy az SMR-ek több ilyen alacsony és közepes aktivitású hulladékot termelnek, mint a hagyományos reaktorok. „Ennek a hulladéknak egy geológiai tárolóba kell kerülnie, mivel olyan hosszú és rövid élettartamú nuklidokból áll, amelyek megnehezíthetik a reaktor leszerelését.”
Az SMR-ekhez ráadásul általában olyan urán-fűtőanyagra van szükség, amely gazdagabb a 235U hasadó izotópban, mint a hagyományos erőművekben használt üzemanyag. „Ez a két jellemző kombinációja magasabb koncentrációjú hasadó radionuklidokat eredményez a kiégett fűtőelemben” – magyarázta Krall. „Nagyon költséges lesz a kiégett fűtőelem-kezelő rendszer tervezése, mert ezeket az elemeket olyan tárolókba kell helyezni, amelyekbe legalább tízezer évig biztonságban maradnak.”
Ráadásul a radioaktívabb kiégett fűtőelemekből kevesebbet lehetne egy tárolóba elhelyezni, hogy az biztosan ne érje el a kritikus tömeget, így sokkal több tárolóra is lesz szükség, mint a hagyományos erőművek esetében.
Egyelőre egyértelmű tehát, hogy a meglévő hagyományos reaktorokhoz képest az SMR-ek növelnék a nukleáris hulladék problémájának mennyiségét és összetettségét. Ezeket az eredményeket mindenképpen figyelembe kell venni, ha az SMR-ek pro és kontra érveiről beszélünk – és a szabályozást, illetve az innovációt is abba az irányba kell terelni, hogy ezek a problémák megoldhatók legyenek.
