Sicrhau Dyfodol Diogel i Ynni Niwclear

Mae angen i'r byd ehangu cynhyrchu ynni niwclear byd-eang i helpu i ffrwyno allyriadau carbon byd-eang. Mae'r casgliad hwnnw'n seiliedig ar nifer o fodelau a rhagamcanion sy'n nodi na all ynni adnewyddadwy ei wneud ar ei ben ei hun.

Ond mae cafeat sylweddol. Yn syml, ni allwn gael digwyddiadau niwclear mawr fel y rhai a ddigwyddodd yn Chernobyl, yr Wcrain a Fukushima, Japan. Dyma'r hyn yr wyf yn ei ystyried yn ddigwyddiadau risg isel, ond uchel eu canlyniadau.

Yn hanes ynni niwclear, ychydig o ddigwyddiadau difrifol a fu. Ond mae gan weithfeydd ynni niwclear y potensial unigryw i ddadleoli dinasoedd cyfan yn barhaol os bydd damwain ddifrifol.

Yn y pen draw, dadleoliodd damwain Chernobyl tua 350,000 o bobl o'u cartrefi. Neilltuwyd miloedd o gilometrau sgwâr fel parth gwahardd anghyfannedd o amgylch gorsaf niwclear Chernobyl. Cafodd llawer o bobl eu dadleoli hefyd o ganlyniad i ddamwain Fukushima, er nad oedd cymaint â Chernobyl.

Os yw ynni niwclear am wireddu ei botensial ar gyfer lleihau allyriadau carbon, rhaid inni sicrhau nad yw damweiniau o’r fath yn bosibl mwyach.

Adeiladu Gweithfeydd Niwclear Mwy Diogel

Yn ddiweddar cefais gyfle i siarad am y materion hyn gyda Dr. Kathryn Huff, yr Ysgrifennydd Cynorthwyol yn Swyddfa Ynni Niwclear yr Adran Ynni.

Esboniodd Dr Huff mai systemau diogelwch goddefol yw'r allwedd i sicrhau, yn achos damwain, y gallai gweithwyr gerdded i ffwrdd o orsaf niwclear ac y byddai'n cau i lawr mewn cyflwr diogel.

Mae gwahaniaeth pwysig i'w wneud yma. Efallai y bydd y cyhoedd yn disgwyl i ddyluniadau niwclear atal methiant, ond mae yna lawer o resymau pam na fydd y metrig hwnnw byth yn cael ei gyflawni. Yn syml, ni allwch ochel rhag pob digwyddiad posibl a allai ddigwydd. Felly, rydym yn ceisio lliniaru canlyniadau posibl, a gweithredu dyluniadau methu-ddiogel.

Enghraifft syml o ddyluniad di-ffael yw ffiws trydanol. Nid yw'n atal digwyddiad lle mae gormod o gerrynt yn ceisio llifo ar draws y ffiws. Ond os bydd hynny’n digwydd, mae’r cysylltiad yn toddi ac yn atal llif y trydan—amod methu’n ddiogel. Nid oedd Chernobyl na Fukushima yn ddyluniadau di-ffael.

Ond sut y gellir gwireddu dyluniadau methu-diogel o'r fath? Tynnodd Dr Huff sylw at ddwy enghraifft.

Y cyntaf yw'r adweithydd dŵr dan bwysedd (PWR) AP1000® newydd Westinghouse. Y broblem yn Fukushima oedd bod angen pŵer ar gael i gylchredeg dŵr i oeri'r adweithydd ar ôl y cau. Pan gollwyd pŵer, roedd y gallu i oeri craidd yr adweithydd wedi diflannu.

Mae'r adweithydd APR newydd yn dibynnu ar rymoedd naturiol fel disgyrchiant, cylchrediad naturiol, a nwyon cywasgedig i gylchredeg dŵr a chadw'r craidd a'r cyfyngiant rhag gorboethi.

Yn ogystal ag oeri goddefol, bu datblygiadau arloesol wrth ddatblygu mathau o danwydd cenhedlaeth nesaf sy'n gallu goddef damweiniau. Er enghraifft, isotropig tri-strwythurol (TRISO) tanwydd gronynnau wedi'i wneud o wraniwm, carbon, a chnewyllyn tanwydd ocsigen. Mae pob gronyn yn system gyfyngiant ei hun diolch i haenau â gorchudd triphlyg. Gall gronynnau TRISO wrthsefyll tymereddau llawer uwch na thanwydd niwclear cerrynt, ac yn syml ni allant doddi mewn adweithydd.

Dywedodd Dr Huff y bydd demo adweithydd datblygedig ar-lein erbyn diwedd y ddegawd, yn cynnwys gwely cerrig mân yn llawn gronynnau TRISO.

Efallai y bydd y ddau arloesiad hyn yn sicrhau na fydd gweithfeydd niwclear y dyfodol byth yn profi damwain fawr. Ond mae yna gwestiynau ychwanegol y mae angen mynd i’r afael â nhw, fel gwaredu gwastraff niwclear. Rhoddaf sylw i hynny—yn ogystal â’r hyn y mae’r Unol Daleithiau yn ei wneud i hyrwyddo ynni niwclear—yn Rhan II o’m sgwrs â Dr Huff.