Prema dokumentu Međunarodne agencije za atomsku energiju INSAG-26 za zemlje kao što je Srbija, preporuka je da gradi NE za koju postoji referentna NE u radu. Takođe, isti dokument preporučuje da zemlja koja se odluči za izgradnju prve elektrane mora da podigne nivo tehničke kompetencije kod budućeg vlasnika (operatora), kod nacionalnog regulatora i kod obrazovnih institucija (univerziteta i instituta).
Posmatrano kroz postojeći razvoj i korišćenje nuklearnih elektrana (NE), zatim kroz trenutnu ponudu NE na tržištu, i kroz planove za NE koje se planiraju u budućnosti, generalno se koriste dve vrste nuklearnih reaktora. Jedni su NE sa reaktorima na termičke neutrone, kojih ima najviše. One najčešće koriste obogaćeni uranijum kao nuklearno gorivo i običnu vodu kao moderator. S druge strane su reaktori na brze neutrone, koji za razliku od reaktora na termičke neutrone imaju mogućnost da proizvode više goriva nego što ga troše. U prvom slučaju (kada se koriste samo reaktori na termičke neutrone) uranijuma na planeti Zemlji za korišćenje u NE ima samo za oko 100 godina. Sa reaktorima na brze neutrone bi period korišćenja nuklearne energije mogao da se poveća za faktor reda 50, znači na 5000 godina i duže. Realnost je takva da bez reaktora na brze neutrone, nuklearna energetika nema dugoročnu budućnost.
Međutim, nuklearni reaktori na brze neutrone još nisu dostigli komercijalni nivo da mogu po ceni izgradnje, održavanja i drugim parametrima da se mere sa reaktorima na termičke neutrone, među kojima dominiraju lakovodni reaktori. Od lakovodnih reaktora najzastupljeniji su reaktori sa vodom pod pritiskom, kod kojih su odvojeni krug sa vodom, koja cirkuliše kroz reaktor, i krug sa vodom koja ide kroz turbinu i parogenerator, odnosno primarni i sekundarni krug. Za razliku od njih, lakovodni reaktori sa vodom koja ključa u jezgru imaju ciklus u kome para osušena iznad jezgra reaktora odlazi pravo na turbinu. Iz tog razloga je kod reaktora sa ključalom vodom u mašinskom delu, gde se nalazi turbina, zračenje veće nego kod reaktora sa vodom pod pritiskom. Sa tog aspekta i sa aspekta ispuštanja radionuklida iz NE, reaktori sa vodom pod pritiskom imaju značajnu prednost.
Reaktori budućnosti
Planovi u svetu za budućnost nuklearne energetike su takvi da se radi na razvoju reaktora na brze neutrone i usavršavanju reaktora na termičke neutron, sa ciljem da zadovolje zahteve postavljene u okviru Međunarodnog foruma za razvoj reaktora IV generacije (GIF forum), a to su: održivost, sigurnost i pouzdanost, ekonomičnost, neproliferacija i fizička zaštita nuklearnih materijala za reaktore budućnosti.
Razvoj reaktora na brze neutrone je u fazi izgradnje reaktora manjih i srednjih snaga, što je prosto normalan put za početak, dok se potpuno ne ovlada ovom tehnologijom. Otuda se u okviru koncepta reaktora IV generacije pojavila kategorija malih reaktora. Zatim su se pojavili lakovodni reaktori na termičke neutrone manje snage, donoseći uvećanu nuklearnu sigurnost i modularni koncept. Tako se pojavila nova kategorija NE sa malim modularnim reaktorima (kategorija SMR).
U okviru razvoja SMR i uopšte nuklearnih elektrana IV generacije izabrani su: reaktori na brze neutrone, hlađeni sa tečnim natrijumom, sa tečnim olovom, i sa gasom helijumom; reaktori koji imaju visoke temperature (visoko-temperaturski reaktori); reaktori hlađeni sa superkritičnom vodom i reaktori sa istopljenim nuklearnim gorivom.
U ovom paralelnom razvoju više tipova NE, reaktori sa istopljenim gorivom imaju važnu ulogu za sagorevanje aktinida nastalih u nuklearnom gorivu, koji inače predstavljaju radijacioni izazov u pogledu čuvanja radioaktivnog otpada sa takvim radionuklidima.
U isto vreme reaktori na brze neutrone, kao što je već naglašeno, mogu da proizvode više goriva nego što ga troše i na taj način bi imali ključni doprinos u tome da nuklearna energetika uđe u kategoriju uslovne održivosti. Svi tipovi reaktora na brze neutrone se trenutno razvijaju kao reaktori manjih snaga, što je logičan put do komercijalizacije i do ovladavanja tehnologijama.
Mali modularni reaktori (SMR)
Što se tiče lakovodnih reaktora na termičke neutrone trenutno se izdvajaju dve grupe.
Jednu grupu čine reaktori velikih snaga (većih od 1000 MW) sa tehnologijama kojima je potpuno ovladano, koji se uspešno koriste u svetu. Ovi reaktori su skoro potpuno odgovorili na postavljene zahteve za reaktore budućnosti, osim na zahtev održivosti (zbog toga što troše preostale rezerve uranijuma, bilo da koriste uranijum-dioksid UO2 ili MOX gorivo, tj. mešavinu oksida uranijuma i plutonijuma). Ovi lakovodni reaktori na termičke neutrone su uvršteni u kategoriju III+.
Drugu grupu reaktora na termičke neutrone, čine lakovodni reaktori manjih snaga (SMR reaktori snage do 300 MW) kod kojih je nuklearna sigurnost uvećana korišćenjem pasivnih sistema za odvođenje zaostale toplote u normalnim i udesnim stanjima.
I, dok je kod postojećih nuklearnih elektrana II generacije rizik od akcidenata, u kome bi došlo do oštećenja nuklearnog goriva reda 10-4, dotle je kod NE velike snage iz III+ generacija taj rizik između 10-7 i 10-6, u zavisnosti od toga da li koriste pasivne ili aktivne sisteme za odvođenje toplote. U isto vreme mali lakovodni reaktori (SMR) imaju rizik za dva reda veličine manji nego reaktori veće snage III+ generacije. To je bio ključni razlog za njihov dalji razvoj. Generalno, lakovodni reaktori malih snaga donose daleko manji rizik od nuklearnih akcidenata, odnosno imaju veću nuklearnu sigurnost.
U pogledu cene proizvodnje električne energije, s obzirom na to da SMR nisu uvedeni u masovnu proizvodnju, teško je izvesti zaključak. Sami proizvođači govore da je to otprilike niže nego kod lakovodnih reaktora velikih snaga III+ generacije. Međutim, ima dosta i onih, pogotovo među potencijalnim naručiocima, koji iznose da je cena po jedinici električne energije veća. Kao ilustracija može da posluži primer proizvođača AREVA sa njihovim tipom reaktora EPR, kojih ima u ponudi u rasponu snage od 600 MWe do 1600 MWe. Pri tome, odnos u ceni proizvedene električne energije kod NE sa 600 MWe i one sa 1600 MWe iznosi dva, odnosno dva puta je skuplja proizvedena električna energija kod NE manje snage.
U pogledu potrošnje nuklearnog goriva, SMR troše više nuklearnog goriva od velikih reaktora III+ generacije. U pitanju su reaktori manjih dimenzija, kod kojih je uvećano umicanje neutrona i samim tim im je slabija ekonomija neutrona. Veća potrošnja goriva znači da će biti generisano više radioaktivnog otpada po jedinici proizvedene električne energije. Takođe, SMR imaju manje iskorišćenje razvijene toplotne energije u jezgru nuklearnog reaktora. Kod NE većih snaga III+ generacije faktor iskorišćenja generisane toplotne energije u jezgru iznosi oko 35-36%, dok kod SMR ovaj faktor ima vrednost oko 28-29%. Ovo znači da SMR ispuštaju više toplote u reke (jezera) po jedinici proizvedene električne energije i vrše veći toplotni uticaj na životnu sredinu.
Trenutno se ne raspolaže mogućnošću izvođenja poređenja malih i velikih lakovodnih reaktora u pogledu održavanja. Za velike je poznato, pošto se koriste i postoje iskustva, dok je kod malih neizvesno budući da nisu izgrađeni.
Mogućnosti za Srbiju
Veoma je teško u ovom trenutku, gledano iz ugla Srbije, odlučiti se koja grupa NE ima prednost: lakovodni reaktori velike snage III+ generacije ili lakovodni SMR. Umesto toga, može da se pogleda kako druge zemlje vide prednosti i mane lakovodnih reaktora veće, a kako lakovodnih reaktora manje snage. Druga grupa reaktora manje snage, reaktori na brze neutrone (bez kojih nuklearna energetika nema dugoročnu budućnost) su u fazi osvajanja tehnologija u najrazvijenijim zemljama sveta i u narednom periodu nikako ne mogu da budu izbor za našu zemlju.
U Sjedinjenim Američkim Državama (SAD), gde dugo nisu građene NE i gde je zabeleženo značajno kašnjenje u izgradnji dve moderne NE iz III+ generacije tipa AP1000 (Vogtle 3 i 4) došlo se do stava da prednost imaju SMR.
Evropska unija nema konkretan izbor, iako njene članice (Francuska i Velika Britanija) ozbiljno rade na razvoju malih lakovodnih reaktora. Trenutno izgleda kao da se računa na koegzistenciju lakovodnih reaktora velikih i malih snaga. Primera radi, Velika Britanija grade NE velike snage, ali računaju i na reaktore manje snage kompanije Rollce Roys.
Kina, Rusija i Južna Koreja vide SMR kao normalan odgovor na potrebe za izolovane regije, gde postoji potreba za manjim izvorima električne energije, kao što su severni krajevi u Rusiji, zapadni krajevi u Kini. Generalno, van tih regiona oni daju prednost velikim lakovodnim reaktorima. Trenutni izgradnja i planovi za izgradnju u budućnosti se oslanjaju na lakovodne reaktore velikih snaga za potrebe dobijanja električne energija, osim u nenaseljenim i izolovanim regijama, gde se grade i planiraju SMR. Može da se zaključi da se u ovim zemljama NE grade usaglašeno – prema potrebama.
Dakle, ni u svetu nema jedinstvenog stave. S jedne strane je Amerika koja daje prednost SMR, s druge strane Kina i Rusija daju prednost velikim reaktorima, s tim da računaju i na male reaktore u skladu sa potrebama.
Sa naše tačke gledišta, prednost bi mogla da se da lakovodnim reaktorima manje snage zbog uvećane nuklearne sigurnosti, međutim za SMR treba sačekati da se steknu prva iskustva u eksploataciji. Prvi komercijalni lakovodni SMR neće biti u upotrebi pre 2030. godine. Prema dokumentu Međunarodne agencije za atomsku energiju INSAG-26 za zemlje kao što je Srbija, preporuka je da gradi NE za koju postoji referentna NE u radu. Takođe, isti dokument preporučuje da zemlja koja se odluči za izgradnju prve elektrane mora da podigne nivo tehničke kompetencije kod budućeg vlasnika (operatora), kod nacionalnog regulatora i kod obrazovnih institucija (univerziteta i instituta).
S obzirom na to da trenutno ne postoji referentna SMR, situacija u svetu je takva da se u ovom trenutku grade velike NE (Egipat, Turska, Finska, Mađarska…) ili ako se donose odluke o izgradnji NE kao npr. u Poljskoj, opredeljuju se za NE velikih snaga III+ generacije, prenosi Energija Balkana.
