Prvi napredni zasebni jedrski reaktor

Pred nekaj več kot enim letom je Trumpova administracija izdala izvršni ukaz, katerega namen je bil močno pospešiti razvoj jedrske energije v Združenih državah Amerike. Slednji je Ministrstvu za energijo zaukazal, da morajo tri različne zasnove reaktorjev doseči fazo kritičnosti v dobrem letu.

Startup podjetje Antares pa je nedavno kor prvo objavilo, da je njihov testni reaktor, nameščen v Nacionalnem laboratoriju v Idahu (INL), uspešno dosegel kritičnost. S tem je postal sploh prva nova zasnova, ki je prestopila ta pomemben prag. Dosežena kritičnost pomeni, da so jedrske reakcije znotraj strojne opreme postale samovzdržne, vendar to še ne pomeni, da je reaktor že začel proizvajati električno energijo.

Antares je eno izmed številnih podjetij, ki svojo zasnovo utemeljujejo na novem gorivnem sistemu, imenovanem TRISO. Ta sistem del kompleksnosti in varnostnih tveganj prenaša z same zasnove reaktorja neposredno na zasnovo goriva. Gorivo sestavljajo drobne kroglice z jedrom iz uranovega oksida. Te kroglice so obdane z več plastmi ogljika, ki lahko uravnavajo energijo nevtronov in lažjih jeder, ki se sproščajo med reakcijami jedrske cepitve. Vse skupaj je nato zaprto v trdo keramično lupino, ki je zasnovana tako, da zdrži zelo visoke temperature.

Dokler lahko reaktor zadrži gorivne kroglice TRISO v svoji notranjosti, ne bi smelo priti do nevarnosti taljenja sredice ali celo izpusta najnevarnejših izotopov, ki nastanejo med reakcijami. Kljub temu določeni varnostni pomisleki ostajajo, saj nevtroni še vedno uhajajo in lahko potencialno spremenijo del okoljskega materiala v nestabilne izotope. Da bi to preprečili, Antaresova zasnova obdaja gorivo TRISO z grafitnim plaščem, ki bi moral večino teh nevtronov učinkovito upočasniti.

Za ublažitev ostalih, neradiaktivnih tveganj Antaresova zasnova uporablja tekoči natrij, ki prevzema toploto iz reaktorja in jo prenaša do toplotnega izmenjevalnika. Ta toplota se nato prenese na stisnjen dušik, ki poganja turbino v zaprtem sistemu z Braytonovim ciklom.

V tem trenutku Antares preizkuša različico, imenovano reaktor Mark 0, slednji pa še ne proizvaja električne energije. Namesto tega jo podjetje uporablja za preverjanje svojih fizikalnih modelov v reaktorju ter za zbiranje varnostnih podatkov, ki jih bodo uporabili med postopki pridobivanja licenc.

Poskusi zagona celotnega sistema, ki bo vključeval tudi dejansko proizvodnjo električne energije, so napovedani za prihodnje leto. Čeprav so bila dela opravljena v laboratoriju Ministrstva za energijo, podjetje tesno sodeluje s programom Project Pele ameriškega Ministrstva za obrambo, ki razvija mobilni jedrski reaktor, podporo pa so prejeli tudi s strani vesoljske agencije NASA.