САД ће покренути мале реакторе 2026. у оквиру „нуклеарне ренесансе“

Упркос томе што обезбеђује скоро петину америчке производње електричне енергије, нуклеарна енергија у земљи стагнира деценијама. Регулаторне препреке, скептицизам јавности и јефтинији извори енергије довели су до затварања постројења, мораторијума и недостатка средстава за нове нуклеарне технологије. Али повећана потражња за електричном енергијом – коју углавном воде центри података – подстиче нуклеарно оживљавање, а Министарство енергетике изгледа да надокнађује изгубљено време. Његов пилот програм реактора убрзава тестирање напредних дизајна реактора, а прва велика прекретница постављена је за средину 2026.

Програм је део стратегије ДОЕ која има за циљ да учетворостручи производњу сектора до 2050. Једанаест компанија које развијају напредне технологије нуклеарних реактора одабрано је за учешће, а циљ је да најмање три од њих достигну критичност – стање у којем реакција нуклеарне фисије постаје стабилна и самоодржива – до 4. јула 2026.

„То је намерно веома амбициозан рок“, каже Лесли Деван, нуклеарни инжењер специјализован за напредне технологије реактора. „Једна од сврха овог пилота је да заиста разјасни који су концепти изводљиви под ограничењима из стварног света.

Дизајни реактора који се развијају крећу се од реактора са растопљеном соли и високотемпературним гасним реакторима до брзих реактора, дизајна хлађених натријумом и система воде под притиском. Једна од компанија за коју се сматра да је најдаље је Валар Атомицс из Калифорније, која развија високотемпературни гасни реактор (ХТГР) под називом Вард 250.

ХТГР раде на ситним честицама уранијума обложеним слојевима угљеника и керамике. Премази претварају сваку честицу у самосталну јединицу горива која се неће топити чак ни на екстремно високим температурама, обезбеђујући уграђени сигурносни штит који спречава цурење радиоактивног зрачења.

Честице горива се стављају у графитне блокове, који формирају језгро реактора и имају канале за проток гаса хелијума. Реакција фисије горива загрева хелијум, а та топлота кључа воду да би се створила пара, која претвара генератор да производи електричну енергију. Хелијум се затим враћа у реактор да би се поново загрејао.

Валар је у септембру започео изградњу Вард 250, што га је учинило другом компанијом која је започела градњу (прва је била тексашка Аало Атомицс, која је почела са радом у августу). Валар је био први који је постигао хладну критичност, самоодрживу реакцију фисије без излазне топлоте. Ово је урађено у владином постројењу за тестирање под строго контролисаним условима, и иако потврђује физику језгра и пружа корисне податке, каже Деван, „то није иста ствар као да се изгради сопствени интегрисани реактор за тестирање и да ради на снази“.

Реактори са растопљеном соли, по избору компаније Натура Ресоурцес са седиштем у Тексасу, раде на сасвим другачији начин, али се такође сматра да су сами по себи безбедни. Уранијум се меша у растопљену со, која се загрева реакцијом фисије горива. Пумпе померају течну со кроз измењивач топлоте, где преноси топлоту у другу петљу која ствара пару или покреће турбину. Ако се со прегреје, она се шири и топи „чеп за замрзавање“ за хитне случајеве који одводи гориво у сигуран резервоар, где не може да издржи ланчану реакцију.

„Реактори са растопљеном соли раде на атмосферском притиску, тако да би било која врста несреће била ограничена на само место“, каже Деван. „Чак и ако изгуби сву електричну енергију, чак и ако нема оператера на лицу места, могао би да се безбедно заустави.”

Иако Натура још није пробила земљу, обезбедила је грађевинску дозволу од Нуклеарне регулаторне комисије за изградњу истраживачког реактора од 1 мегавата, а недавно је купила и Схепхерд Повер, такође са седиштем у Тексасу, чији ће ланац снабдевања и регулаторно знање помоћи да се Натурина технологија помери ка примени. Компанија „има веома позитиван однос и сарадњу са НРЦ-ом“, каже Деван, али „растопљена со је корозивна и на високим температурама је радиоактивна, тако да се материјални изазови не смеју потцењивати“.

С обзиром на то да је рок за критичност тек око шест месеци, Валар, Натура и осталих девет компанија у пилот програму мораће да раде невиђеним темпом ако желе да га испуне. Међутим, то је само једна од многих препрека које ће компаније морати да уклоне.

„Праве тачке доказивања ће бити ствари као што су: можете ли реактор укључити и поново искључити на контролисан начин; можете ли радити на пројектованој температури хиљадама сати; можете ли показати да се материјали и гориво понашају како се очекује; и можете ли све то учинити довољно поуздано да НРЦ и будући купци имају повјерења у дизајн?“ каже Деван. „Сматрам овај датум 2026. као почетак занимљивог периода прикупљања података, никако као циљ.