Energetyka jądrowa

Pierwsze reaktory

Pierwszy reaktor jądrowy powstał w grudniu 1942 roku na stadionie przy uniwersytecie w Chicago w Stagg Field. Stworzony został przez zespół naukowców pod kierownictwem Enrico Fermi. Chicago Pile 1 (CP-1) składający się z około 40.000 bloków grafitowych, specjalnie wyprodukowanych, by wykluczyć możliwość zanieczyszczeń, w których wydrążono około 22.000 otworów, by w nich umieścić kilka ton uranu, osiągnął krytyczność w dniu 2 grudnia 1942 roku. Reaktor ten był poprzednikiem pierwszych reaktorów zbudowanych w Hanford i Waszyngtonie, które produkowały prąd.

Chicago Pile 1
rys. Chicago Pile 1

Pierwsze reaktory jądrowe do komercyjnego, cywilnego zastosowania były rozwinięte w latach 1950. W 1951 roku został ukończony reaktor EBR-1, zlokalizowany w National Reactor Testing Station w Idaho. Podczas pierwszego demonstracyjnego pokazu zorganizowanego przez Argonne National Laboratory, prąd pochodzący z przemian jądrowych zasilił 4 żarówki o małej mocy. Reaktor EBR-1 był prototypem reaktorów chłodzonych ciekłym metalem. Reaktor BORAX III, prototyp reaktora BWR zapewnił prąd do oświetlenia miasta Arco w 1955 roku.

Cztery żarówki zasilane po raz pierwszy prądem z przemian jądrowych
fot. Cztery żarówki zasilane po raz pierwszy prądem z przemian jądrowych

W latach 1950 i 1960, powstało wiele innych mniejszych reaktorów o różnej konstrukcji (PWR, BWR, reaktory chłodzone ciekłym metalem czy gazem). Jednak w USA rozwijano jedynie projekty reaktorów PWR i BWR. Poniższy wykaz pokazuje historię pierwszych reaktorów w USA.

RokJednostkaMWeLokalizacjaUżytkownikTyp reaktoraZamknięcie
1957Shippingport60Shippingport, PADuquesne LightPWR / LWBR1982
1960Dresden 1200Morris, ILCommonwealth EdisonBWR1978
1961Yankee Rowe160Rowe, MAYankee AtomicPWR1991
1962Big Rock Point60Charlevoix, MIConsumers PowerBWR1997
1963Indian Point 1250Buchanan, NYConsolidated EdisonPWR1974
1963Humboldt Bay 360Eureka, CAPG&EBWR1976
1963Hallam75Hallam, NB LMGMR1964
1964BONUS70Rincon, PR BWR1968
1966Fermi 160Monroe, MIDetroit EdisonLMFBR1978
1966Hanford-N860Richland, WAAEC/WPPSSLGR1988
1966Pathfinder60Sioux Falls, SDNorthern States PowerBWR1967
1967Peach Bottom 140Peach Bottom, PAPhiladelphia ElectricHTGR1974
1969LaCrosse50Genoa, WIDairyland PowerBWR1987

Pierwsza doświadczalna elektrownia jądrowa

Mniej więcej w tym samym czasie w Obnińsku w Rosji powstał reaktor moderowany grafitem o mocy termicznej 30 MWt i elektrycznej 5 MWe. Reaktor ten uzyskał stan krytyczny, czyli stan samopodtrzymującej się reakcji łańcuchowej w dniu 9 maja 1954 roku a w dniu 26 czerwca 1954 roku po raz pierwszy podano prarę na turbiną a dzień poŸniej rozpoczęto generację energii elektrycznej. Blok który rozpoczął regularne działanie w październiku 1954 roku był prekursorem reaktorów RBMK. Reaktor ten był eksploatowany do 29 kwietnia 2002 roku, zapewniając ciepło do ogrzewania 2000 gospodarstw. Elektrownia w Obnińsku jest uznawana za pierwszą doświadczalną elektrownię jądrową (w skali półtechnicznej) na świecie.

Pierwsza EJ w skali półtechnicznej w Obnińsku
fot. Elektrownia jądrowa w Obnińsku

Pierwsza przemysłowa elektrownia jądrowa

Dwa lata później, tzn. w 1956 roku w Calder Hall w Wielkiej Brytanii uruchomiono pierwszą przemysłową elektrownię jądrową z reaktorem chłodzonym gazem (GCR). Budowa elektrowni rozpoczęła się w 1953 roku, blok 1 został po raz pierwszy podłączony do sieci 27 sierpnia 1956 roku i oficjalnie otwarty przez królową Elżbietę II w dniu 17 paŸdziernika 1956 roku. EJ Calder Hall posiadała cztery reaktory Magnox o mocy netto 60 MWe każdy, zmniejszonej do 50 MWe w 1973 roku. Reaktory dostarczały również parę do celów technologicznych dla zakładów Sellafield. We wczesnym okresie funkcjonowania EJ Calder Hall produkowała głównie pluton przeznaczony do produkcji wojskowej, produkcja energii elektrycznej była celem drugorzędnym. Od 1964 roku była już używany głównie do produkcji energii elektrycznej a w kwietniu 1995 roku rząd Wielkiej Brytanii ogłosił, że zaprzestano wszelkiej produkcji plutonu na potrzeby wojska. EJ Calder Hall była wyposażona cztery chłodnie kominowe, zbudowane w latach 1950–56, które miały 88 metrów wysokoœci i kształt hiperboloidalny o naturalnym ciągu.

Elektrownia jądrowa Calder Hall w Wielkiej Brytanii
fot. Elektrownia jądrowa Calder Hall w Wielkiej Brytanii