Zalety reaktorów HTGR

Charakterystyczne cechy reaktorów gazowych HTGR są jego niewątpliwymi zaletami:

• hel jako chłodziwo - umożliwia podnoszenie temperatury na wylocie z rdzenia, bez zwiększania ciśnienia, a ograniczenie temperatury wynika z odporności materiału paliwa i konstrukcji. Hel jest nieaktywny chemicznie i obojętny dla gospodarki neutronowej rdzenia,
• w pełni ceramiczny rdzeń - elementy paliwowe, moderator i reflektor, a także materiały konstrukcyjne są wykonane głównie z wysokiej jakości grafitu klasy jądrowej - materiału niepalnego, o dużej pojemności cieplnej,
• wysoka temperatura pracy - pozwala osiągnąć wysoką, dochodząca do 50% konwersję energii cieplnej na elektryczną oraz możliwość zastosowania ciepła jądrowego do procesów wysokotemperaturowych w przemyśle,
• wysokie wypalenie - sięgające 150 - 200 GWd/tHM (ton of heavy metal), osiągane dzięki odporności paliwa na stopienie i grafitu na promieniowanie,
• wysoki współczynnik konwersji paliwa (powielanie paliwa) - uzyskiwany dzięki dobrej gospodarce neutronowej i pracy w cyklu uranowo-torowym,
• powolny rozwój stanów awaryjnych - dzięki dużej pojemności cieplnej struktur rdzenia i małej gęstości mocy,
• samowygaszanie się stanów przejściowych - efekt ujemnego temperaturowego współczynnika reaktywności,
• mała ilość uwalnianych substancji promieniotwórczych - zatrzymywanie ich w paliwie i strukturach rdzenia.

(Na podstawie raportu IEA: Wysokotemperaturowe reaktory VHTR - geneza, badania, status, perspektywy zastosowania
Małgorzata Klisińska)

Reaktory HTGR są bezpieczniejsze od innych

Ich bezpieczeństwo jest pasywne, co oznacza, że naturalne odbieranie ciepła przez otoczenie zgodnie z prawami fizyki, wystarcza do schłodzenia. Reaktor HTGR pozostawiony sam sobie bez działania żadnych urządzeń mechanicznych i układu chłodzenia, nie stopi się i nie wybuchnie.

Jak wielka to zaleta, świadczy awaria w Fukushimie, gdzie z powodu utraty zasilania przestały działać układy chłodzenia reaktorów BWR. Doprowadziło to do odparowania wody, przegrzania prętów paliwowych i wytworzenia wodoru w reakcji pary wodnej z cyrkonem. To właśnie wybuchy wodoru spowodowały zniszczenie budynków reaktorów i emisję szkodliwych substancji do otoczenia.

Reaktory HTGR są bezpieczniejsze od innych, gdyż:

1. Gęstość ich mocy jest niewielka, mniejsza niż w innych reaktorach:
   • HTGR - 5,8 do 6,6 W/cm3
   • reaktory lekkowodne (np. PWR, BWR) - 58 do 105 W/cm3  (źródło)
2. Współczynnik temperaturowy jest ujemny, czyli liczba reakcji rozpadu zmniejsza się ze wzrostem temperatury.
3. Grafitowy moderator ma wielką bezwładność cieplną, a rozgrzewając się, coraz szybciej wypromieniowuje ciepło do wnętrza obudowy. Niemiecki reaktor AVR HTGR, po doświadczalnym wyciągnięciu wszystkich prętów kontrolnych i wyłączeniu układu chłodzenia, stał się bardzo gorący, ale nie uległ awarii (źródło).
4. Wytrzymałość mechaniczna grafitu zwiększa się ze wzrostem temperatury.
5. Cztery bariery, chronią przed wydostaniem się substancji promieniotwórczych do otoczenia: pirowęglowe pokrycie granulek, gęsty grafit otaczający paliwo, blok reaktora z betonu sprężonego i obudowa bezpieczeństwa.
6. Chłodzący hel jest gazem szlachetnym nie reagującym z otoczeniem, więc nie ma niebezpieczeństwa takiego, jak w Fukushimie, gdzie wskutek reakcji pary i gorącej wody z cyrkonowymi koszulkami paliwowymi został wyprodukowany wybuchowy wodór.

Naturalne bezpieczeństwo reaktorów HTGR jest bardzo istotne, jeżeli mają być stosowanie jako lokalne źródeła ciepła i energii elektrycznej dla instalacji przemysłowych, często w pobliżu dużych skupisk ludności.