Szybki, mały reaktor jądrowy jako narzędzie transformacji w kierunku gospodarki o obiegu zamkniętym
DOI:
https://doi.org/10.15584/pjsd.2026.30.1.10Słowa kluczowe:
energetyka jądrowa, reaktor prędkoneutronowy, zubożony uran, breed-and-burn, zamknięty cykl paliwowy, zrównoważony rozwójAbstrakt
Celem pracy jest przedstawienie koncepcji ukierunkowania wybranego segmentu w energetyce jądrowej na model gospodarki cyrkularnej poprzez wykorzystanie zubożonego uranu (DU). Obecnie jest on składowany jako produkt uboczny powstający w procesach wzbogacania uranu naturalnego, jednak w proponowanym ujęciu może pełnić rolę wsadu do wytwarzania paliwa jądrowego przy jednoczesnej produkcji energii elektrycznej. Opracowano uruchamialny model małego reaktora szybkiego w układzie seed-blanket z paliwem w postaci azotku uranu UN(¹⁵N). W ujęciu środowiskowym rozwiązanie może poprawić efektywność wykorzystania zasobów i ograniczać antropopresję związaną z pozyskiwaniem surowców pierwotnych. Przesunięcie popytu materiałowego z wydobycia na zagospodarowanie DU wspiera ochronę środowiska przyrodniczego. Wpisuje się tym samym w cele zrównoważonego i odpowiedzialnego rozwoju energetyki.
Downloads
Bibliografia
Borzęcki R., Wójcik D. (2017). Pozostałości górnictwa rud uranu i żelaza w rejonie Kowar. Część I. Hereditas Minariorum. 4. 106. https://yadda.icm.edu.pl/baztech/element/bwmeta1. element.baztech-fdbc1f7e-3785-4cca-bb94-d79a197c1897?
Cogswell B.K., Huber P. (2016). Detection of Breeding Blankets Using Antineutrinos. Science & Global Security. 24(2). 115-117. https://doi.org/10.1080/ 0899882.2016.1184531
Cochran T., Feiveson H., Patterson W., Pshakin G., Ramana M., Schneider M., Suzuki T., von Hippel F. (2010). Fast Breeder Reactor Programs: History and Status. Research Report 8. International Panel on Fissile Materials. 1-4. https://fissilematerials. org/library/rr08.pdf
Ekberg C., Costa D.R., Hedberg M., Jolkkonen M. (2018). Nitride fuel for Gen IV nuclear power systems. Journal of Radioanalitical and Nuclear Chemistry. 318. 1713-1714. https://doi.org/10.1007/s10967-018-6316-0
Gierszewski J., Młynarkiewicz Ł., Nowacki T.R., Dworzecki J. (2021). Nuclear Power in Poland’s Energy Transition. Energies. 14(12). 3626. 4-17 oraz 21-22. DOI: 10.3390/en14123626. https://www.mdpi.com/1996-1073/14/12/3626?
Hu J., Mertyurek U., Wieselquist W.A. (2022). Assessment of Core Physics Characteristics of Extended Enrichment and Higher Burnup LWR Fuels using the Polaris/PARCS Two Step Approach. Vol. 1: PWR fuel. Nuclear Energy and Fuel Cycle Division. 32-33. https://info.ornl.gov/sites/publications/Files/Pub172591.pdf
IAEA. (1998). Safe Handling and Storage of Plutonium. Safety Reports Series No. 9. STI/PUB/1061. International Atomic Energy Agency, Vienna. 11-12. https://www.iaea.org/publications/5142/safe-handling-and-storage-of-plutonium
IAEA. (2011). Nuclear Security Recommendations on Physical Protection of Nuclear Material and Nuclear Facilities INFCIRC/225/Revision 5. International Atomic Energy Agency. 4-49. https://doi.org/10.61092/iaea.ko2c-dc4q
IAEA. (2002). Thorium Fuel Utilization: Options and Trends. IAEA-TECDOC-1319. International Atomic Energy Agency. Vienna. 14-15. https://www.iaea.org/ publications/6395/thorium-fuel-utilization-options-and-trends
Kubowski J. (2017). Elektrownie Jądrowe. Wydawnictwo WNT.
Liu B., Cao L., Wu H., Yuan X., Wang K. (2016). Pre-conceptual core design of a small modular fast reactor cooled by supercritical CO2. Nuclear Engineering and Design. Volume 300. 339-341. https://doi.org/10.1016/j.nucengdes.2016.01.027
Mannucci P.M., Franchini M. (2017). Health Effects of Ambient Air Pollution in Developing Countries. International Journal of Environmental Research and Public Health. Sep 12. 14(9). 1048. 2-4. https://doi.org/10.3390/ijerph14091048
National Research Council. (2012). Uranium Mining in Virginia: Scientific, Technical, Environmental, Human Health and Safety, and Regulatory Aspects of Uranium Mining and Processing in Virginia. Chapter 6: Potential Environmental Effects of Uranium Mining, Processing and Reclamation. 179-215. https://www.national academies.org/read/13266/chapter/9
OECD-NEA. (1999). Advanced Reactors with Innovative Fuels. Nuclear Development, OECD Publishing. Paris. 4. https://www.oecd.org/content/dam/oecd/en/publications /reports/1999/ 10/advanced-reactors-with-innovative-fuels_g1gh1cc9/9789264173866-en.pdf
OECD-NEA. (2001). Management of Depleted Uranium, Nuclear Development, OECD Publishing. Paris. 9-17. https://doi.org/10.1787/9789264294998-en
OECD-NEA. (2025). Nuclear Energy in a Sustainable Development Perspective.13-14. https://www.oecdnea.org/upload/docs/application/pdf/202 505/nddsustdev2025-05-30_14-37-44_625.pdf
Pucciarelli M., Palethorpe J.S., Spencer J., Banford A., Lettieri P., Paulillo A. (2024). Environmental benefits of using depleted uranium feedstock in fuel production. Progress in Nuclear Energy. Volume 168. 105026. 6. 9-10. https://doi.org/10.1016/j.pnucene.2023.105026
Słowiński B. (2022). Podstawy fizyczne energetyki jądrowej. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej. 59-61.
Taylor R. (2022). A Review of Environmental and Economic Implications of Closing the Nuclear Fuel Cycle- Part Two: Economic Impacts. Energies.15. 1433. 2-6. https://doi.org/10.3390/en15072472
Tian W. (2022). Grand challenges in advanced nuclear reactor design. Frontiers in Nuclear Engineering. Volume 1. 3-6. https://doi.org/10.3389/fnuen.2022.1000754
Yang K., Kardoulaki E., Zhao D., Broussard A., Metzger K., White J.T., Sivack M.R., McClellan K.J., Lahoda E.J., Lian J. (2021). Uranium nitride (UN) pellets with controllable microstructure and phase - fabrication by spark plasma sintering and their thermal-mechanical and oxidation properties. Journal of Nuclear Materials. 557 (1-2). 153272. 3-4. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2021.153272
Yoo J., Chang J., Lim J., Cheon J., Lee T., Kim S.K., Lee K.L., Joo H.K. (2016). Overall System Description and Safety Characteristics of Prototype Gen IV Sodium Cooled Fast Reactor in Korea. Nuclear Engineering and Technology. Volume 48. Issue 5. 1059-1069. https://doi.org/10.1016/j.net.2016.08.004
Pobrania
Opublikowane
Numer
Dział
Licencja
Prawa autorskie (c) 2026 Polish Journal for Sustainable Development
Utwór dostępny jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa – Użycie niekomercyjne – Bez utworów zależnych 4.0 Międzynarodowe.
