Stany Zjednoczone przygotowują się do poważnych zmian w produkcji energii jądrowej, planując rozmieszczenie małych, zaawansowanych reaktorów do 2026 r. w ramach szerzej zakrojonych wysiłków na rzecz rewitalizacji sektora. Decyzja ta jest następstwem dziesięcioleci stagnacji, w czasie której przeszkody regulacyjne, brak zaufania społecznego i tańsze alternatywy doprowadziły do zamykania elektrowni i ograniczonych inwestycji w nowe technologie nuklearne. Jednakże rosnące zapotrzebowanie na energię elektryczną – zwłaszcza z centrów danych – powoduje nowe zainteresowanie energią jądrową jako niezawodnym i wydajnym źródłem energii.
Program pilotażowy reaktora DOE
Departament Energii (DOE) przewodzi temu renesansowi poprzez swój pilotażowy program reaktorów, którego celem jest czterokrotne zwiększenie produkcji energii jądrowej do 2050 r. Program przyspieszył testowanie innowacyjnych projektów reaktorów, a kluczowym kamieniem milowym będzie osiągnięcie w połowie 2026 r.: osiągnięcia stanu krytycznego – samowystarczalnej jądrowej reakcji łańcuchowej – w co najmniej trzech zaawansowanych koncepcjach reaktorów.
Ten ambitny harmonogram jest zamierzony. Celem projektu pilotażowego jest określenie, które projekty są wykonalne w rzeczywistych warunkach, powiedział inżynier nuklearny Leslie Dewan. Wybrane firmy pracują nad szeroką gamą technologii, w tym nad reaktorami na stopioną sól, wysokotemperaturowymi reaktorami gazowymi, reaktorami prędkimi i systemami chłodzonymi sodem.
Liderzy pierwszej linii: Valar Atomics i zasoby naturalne
Jednym z liderów jest firma Valar Atomics z siedzibą w Kalifornii, która opracowuje wysokotemperaturowy reaktor gazowy (HTGR) o nazwie Ward 250. W reaktorach HTGR wykorzystywane są maleńkie cząstki uranu pokryte warstwami węgla i ceramiki, tworząc wbudowany mechanizm zabezpieczający, który zapobiega wyciekom materiałów radioaktywnych nawet w ekstremalnych temperaturach. Cząsteczki paliwa ładowane są do bloków grafitowych, przez które przepływa hel, podgrzewając je w celu wytworzenia pary i energii elektrycznej. Valar rozpoczął już budowę Totemu 250 i osiągnął krytyczną temperaturę na rządowym poligonie testowym, potwierdzając jego podstawowe właściwości fizyczne.
Firma Natura Resources z siedzibą w Teksasie opracowuje reaktory na stopioną sól, co jest kolejnym z natury bezpiecznym projektem. W tym podejściu uran miesza się ze stopioną solą, która jest podgrzewana w wyniku rozszczepienia i przekazuje ciepło przez wymiennik ciepła napędzany pompą. Awaryjny korek zamrożeniowy zapewnia bezpieczne wyłączenie w przypadku przegrzania soli, spuszczając paliwo do zbiornika magazynowego. Natura otrzymała pozwolenie na budowę reaktora badawczego o mocy 1 MW, a niedawno przejęła firmę Shepherd Power w celu wzmocnienia swojego łańcucha dostaw i specjalistycznej wiedzy regulacyjnej.
Problemy i kolejne kroki
Pomimo postępu nadal istnieją istotne przeszkody. Dotrzymanie terminu krytyczności wyznaczonego na rok 2026 wymaga bezprecedensowego przyspieszenia. Ponadto dowód długoterminowej niezawodności ma kluczowe znaczenie. Firmy muszą wykazać kontrolowane działanie w temperaturach roboczych, stabilność materiałów i stałą wydajność, aby zdobyć zaufanie organów regulacyjnych i przyszłych klientów.
„Rok 2026 postrzegam jako początek interesującego okresu gromadzenia danych, a nie jego koniec” – mówi Leslie Dewan, podkreślając, że ten kamień milowy to dopiero początek rygorystycznych testów i walidacji.
Renesans energetyki jądrowej w Stanach Zjednoczonych to nie tylko nowe reaktory; jest strategiczną odpowiedzią na rosnące zapotrzebowanie na energię i uznaniem potencjału energetyki jądrowej jako stabilnego, wysokosprawnego źródła energii. Najbliższe kilka lat będzie miało kluczowe znaczenie dla ustalenia, czy te zaawansowane projekty spełnią pokładane w nich nadzieje i zmienią przyszłość wytwarzania energii.
