Прошле недеље, и Google и Амазон су објавили споразуме са компанијама које развијају мале модуларне реакторе. Ови реактори би производили мање енергије од тренутних, а многи дизајни укључују различите врсте горива или расхладних средстава, као и додатне сигурносне функције.
Ова саопштења су повећала интерес за мале модуларне реакторе, који су привукли све већу пажњу у последњим годинама, због потребе за чистом енергијом која неће допринети климатским променама. Појавиле су се разне компаније које раде на развоју, нудећи различите дизајне за мале модуларне реакторе.
„Ако спојите потребу за стабилном енергијом са потребом за чистом енергијом и појавом ових нових дизајна, добијате велики пораст интересовања,“ каже нуклеарни инжењер Катлин Хаф са Универзитета Илиноис у Урбана-Шампејну.
Истовремено, америчка влада подржава развој малих модуларних реактора, додатно подстичући интересовање.
Шта је будућност овог потенцијално новог нуклеарног доба? Размотрићемо најважнија питања о томе како и зашто нуклеарни реактори постају мањи.
Шта су мали модуларни реактори?
Комерцијални реактори у Сједињеним Америчким Државама обично производе око милијарду вати електричне енергије. Мали модуларни реактори производили би мање од трећине тог износа.
Традиционалне нуклеарне електране захтевају огромна почетна улагања, што је годинама успоравало изградњу нових реактора у Сједињеним Америчким Државама. Прва нова реакторска постројења изграђена у земљи после 30 година — два реактора у Вејнсбору, Џорџија, која су почела са радом 2023. и 2024. године — коштала су око 30 милијарди долара, уз вишегодишње кашњење и знатно премашене трошкове.
Ширење нуклеарне енергије као еколошко решење
Преласком на мање реакторе, компаније и доносиоци политика желе да подстакну ширење нуклеарне енергије, која се промовише као извор поуздане енергије без емисије гасова стаклене баште.
Поред тога, мањи реактори производе мање заостале топлоте, што олакшава уклањање топлоте у случају несреће, поједностављујући сигурносне системе.
Са мањим реакторима, каже Хаф, лакше је производити компоненте ван градилишта, у фабрици, и допремити их тамо где су потребне, уместо да се израђују од сирових материјала на лицу места. „Што више можете да правите ове реакторе као авионе, а не као аеродроме, то ће генерално бити јефтиније.“
Шта подстиче интересовање за ове реакторе?
У Сједињеним Америчким Државама, нуклеарна енергија тренутно има подршку и демократа и републиканаца, што је неуобичајена ситуација која је омогућила секторима да напредују чак и кад се мењају политичке снаге.
„У последњих десет година подршка је прилично конзистентна и расте, и мислим да је то веома значајно,“ каже нуклеарни инжењер Тод Ален са Универзитета у Мичигену. Нуклеарна енергија је стуб Бајденовог плана за постизање климатских циљева.
У међувремену, огромна потреба вештачке интелигенције за енергијом представља изазов за технолошке компаније које желе да избегну перцепцију да доприносе климатским променама. Google је 14. октобра објавио да ће куповати енергију из малих модуларних реактора које ће градити Kairos Power, са планом да реактори почну са радом у 2030-им.
Амазон је 16. октобра најавио инвестицију у компанију X-energy и споразуме са комуналним предузећима у Вирџинији и Вашингтону ради успостављања малих модуларних реактора.
Нису заинтересоване само технолошке компаније
Споразум између X-energy и хемијске компаније Dow из 2023. године најавио је изградњу малог модуларног реактора на једном од Dow-ovih локација.
Америчко Министарство енергетике финансира развој малих модуларних реактора. 16. октобра DOE је најавило 900 милиона долара за финансирање имплементације малих модуларних реактора. И X-energy и TerraPower, компанија коју подржава Бил Гејтс, граде демонстрационе пројекте уз подршку DOE.
Традиционалне нуклеарне електране и даље имају своју улогу у догледној будућности. 20. септембра Microsoft је најавио договор за поновно покретање нуклеарног постројења на острву Три миље код Мидлтауна, у Пенсилванији, које је затворено 2019. године. (Да, то острво Три миље. После озлоглашеног делимичног топљења језгра 1979. године, други реактор у постројењу наставио је с радом.)
„Компаније које су раније избегавале да спомињу нуклеарну енергију као део своје понуде, због бојазни од јавне перцепције и потенцијалних политичких препрека, сада излазе у јавност и прихватају је,“ каже нуклеарни инжењер Коруш Ширван са МIТ-а.
Како се ова технологија разликује од постојећих реактора?
Комерцијални нуклеарни реактори у Сједињеним Америчким Државама углавном користе исту врсту уранијумског горива и хладе се водом. Али многи дизајни малих модуларних реактора одступају од тог стандарда.
Уранијум који се користи у реакторима обогаћен је како би садржао више од одговарајуће врсте, или изотопа, уранијума, U-235. Тренутни реактори користе уранијум обогаћен на неколико процената U-235. Многи мали модуларни реактори користили би уранијум обогаћен до 20 процената U-235, познат као HALEU.
Ово гориво омогућава малим модуларним реакторима да раде ефикасније од реактора са конвенционалним горивом. САД не производе HALEU комерцијално у значајним количинама, али су започети напори за убрзавање производње, у очекивању потребе.
Шта је TRISO гориво?
Неки реактори користе гориво које се разликује на очигледније начине. X-energy и Kairos, на пример, користе TRISO гориво: капсулисане, ситне пелете уранијума унутар већих кугли од материјала, величине тениске лоптице. Гориво је „изузетно отпорно на врло високе температуре током дугог времена,“ каже Хаф. „Даје вам додатни слој одбране.“
Хладило, средство које се користи за пренос топлоте из реактора у део постројења за производњу енергије, такође је кључно. TerraPower користи течни натријум, Kairos користи растопљени флуоридни со, а X-energy користи хелијум гас.
Различита средства за хлађење могу имати предности, као што су повећана ефикасност преноса топлоте или елиминација потребе за посудама под притиском.
Дизајни укључују и сигурносне функције које не захтевају људску интервенцију да би се активирале, чиме се осигурава да реактор може сигурно да се искључи у хитним случајевима. Користе једноставне физичке принципе, ослањајући се на гравитацију, разлике у притиску или природну конвекцију течног хладила за хлађење језгра.
Шта је следеће?
Концепт малих модуларних реактора постоји већ годинама, али претходни покушаји нису успели. Чак су и недавни покушаји наишли на препреке. Компанија „NuScale“ је требала да производи прве комерцијалне мале модуларне реакторе у Сједињеним Америчким Државама, као део пројекта у Ајдаху, али је пројекат отказан 2023. године због прекомерних трошкова.
Сада, са великим технолошким компанијама које се укључују, присталице се надају да ће мали модуларни реактори коначно постати стварност.
„Можете да видите повећање замаха“, каже Ален. „То не значи да ћете ове године имати нову комерцијалну верзију, али такође се дешава много више ствари које се чине стварним него што смо видели у нуклеарној електрани већ дуго времена.
