Artykuł ukazał się w styczniowo-lutowym numerze

Wtorek, 14 kwietnia 2009

Jednym z najważniejszych problemów z budową reaktorów atomowych jest niepewność lokalnych społeczności co do ich bezpieczeństwa. Ekolodzy często mówią o tym, że składowanie odpadów promieniotwórczych może być zagrożeniem dla ekosystemu. Jest to po części prawda. Dlatego też temu elementowi w trakcie projektowania elektrowni atomowej przypisuje się ogromne znaczenie.

Obecnie najbezpieczniejszym sposobem składowania odpadów promieniotwórczych jest – najprościej rzecz ujmując – zakopanie ich pod ziemią (w otworach wydrążonych w soli kamiennej) w specjalnych zbiornikach ze stali nierdzewnej. Zbiorniki z odpadami najlepiej jest przykryć warstwami soli. Jak wiadomo, sól ma doskonałe właściwości szczelne, a tym samym pokłady soli kamiennej powinny przez miliony lat izolować promieniotwórcze odpady od środowiska.

Stali nierdzewnej można użyć w reaktorze atomowym również do wykonania instalacji rurowej zaopatrującej reaktor w wodę i parę wodną. Do początku 70. lat XX w. orurowanie elektrowni atomowych było wykonane z mosiądzu lub miedzi. Jednak z powodu pojawiania się korozji punktowej takie rury musiały być wymieniane co najmniej co 8 lat. To spowodowało wielką wymianę rur mosiężnych i miedzianych na te wykonane z superaustenitycznej stali nierdzewnej. Obecnie takie instalacje są zamontowane w 190 czynnych elektrowniach atomowych (spośród 437 istniejących). Przekładając te dane na kilometry, wymieniono ponad 30 tysięcy kilometrów mosiężnych i miedzianych instalacji. Czas wymiany instalacji z powodu korozji wydłużył się średnio z wcześniejszych 8 do 18 lat (najdłużej czynna instalacja wytrzymała bez korozji punktowej 26 lat).

Aby zapewnić jak największą odporność korozyjną, stosuje się specjalny gatunek stali nierdzewnej, który zawiera około 20% chromu, blisko 25% niklu (przypomnijmy, że najpopularniejsza stal nierdzewna według gatunku EN 1.4301 zawiera zaledwie 8% tego surowca) i ponad 6% molibdenu (stal kwasoodporna EN 1.4404 ma ok. 2% molibdenu). Większy udział chromu, molibdenu i niklu zwiększa odporność korozyjną takiej stali oraz wytrzymałość w wysokich temperaturach.

Doskonałe wyniki badań superaustenitycznych stali nierdzewnych doprowadziły do dalszych poszukiwań nowych stali używanych w przemyśle atomowym. Jeden ze światowych producentów prowadził tak intensywne badania (przy współudziale z Massachusetts Institute of Technology), że w 2005 r. zarejestrował nowy gatunek stali nierdzewnej (według EN 1.4652) i sam się zaangażował w budowę elektrowni atomowych (m.in. w Finlandii). Ten nowy gatunek charakteryzuje się większym udziałem molibdenu (ok. 7%), chromu (ok. 24%) i mniejszym udziałem niklu (22%). To powoduje, że taka stal ma jeszcze większą odporność korozyjną w wysokich temperaturach użytkowania.

Nie byłoby nic niezwykłego w tym, że powstał nowy gatunek stali nierdzewnej, ale warto zwrócić uwagę na pobudki do badań nad nim. Otóż według danych ONZ-etu za ok. 20 lat wiele regionów na świecie będzie borykało się z problemami dostępu do wody. Energetyka jest jednym z największych konsumentów wody na świecie, a elektrownie atomowe wśród wszystkich elektrowni wykazują największy popyt na wodę. Być może nowy gatunek superaustenitycznych stali nierdzewnych będzie w przyszłości służył do budowy instalacji w elektrowniach atomowych, w których efekt chłodzenia i parowania będzie można uzyskać przy pomocy słonej wody. I wtedy tylko zastosowanie superodpornego na korozję materiału będzie bezpieczne. Czy będzie to nowy gatunek stali nierdzewnej 1.4652, czy też może zastosowane zostaną polimery – czas pokaże. Jedno jest pewne – stal nierdzewna na pewno w przyszłości odegra ważną rolą w ekologicznym myśleniu.

Marek Łangalis - nierdzewka.com