O echipă de ingineri din SUA a creat reactoare nucleare mici de mărimea unui container, care pot fi transportate pe remorca unui camion

În ultimii ani, energia regenerabilă a cunoscut o dezvoltare imensă în special în parcuri eoliene şi fotovoltaice, dar odată cu contribuţia lor tot mai mare în ponderea sistemelor energetice, e constatată tot mai profund şi intermitenţa lor, uneori cu variaţii atât de mari, încât doar stocarea prin baterii nu le-ar putea rezolva la scară suficient de mare şi ar fi nevoie şi de soluţii care să asigure producţia de bază de energie, în mod constant şi fără intermitenţe. Tot mai multe ţări constată asta şi din toate soluţiile fezabile, cu zero CO2, ajung în principal la concluzia că energia nucleară e printre cele mai viabile soluţii. Asistăm, deci, la o mare revigorare e proiectelor de energie nucleară, iar odată cu asta apar şi noi abordări, precum cea despre care vorbim azi. O echipă de ingineri şi chimişti din SUA, parte din start-up-ul Nano Nuclear, a creat reactoare nucleare mici, de mărimea unor containere standard, care pot fi transportate pe remorca unui camion obişnuit.

Aceste reactoare se încadrează în acelaşi principiu de funcţionare, numit SMR şi descifrat drept reactoare nucleare mici. Cea mai cunoscută companie de până acum, care concepuse asemenea reactoare şi avea proiecte de a le construi în SUA, România, şi alte câteva ţări, era NuScale, dar în luna noiembrie 2023 proiectul lor din SUA a fost anulat din cauza creşterii prea mari a costului amortizat al acestor reactoare. Cei de la Nano Nuclear, însă, au o abordare ceva mai diferită în construcţia reactoarelor lor, care le face interesante pentru şi mai multe aplicări.

Foto: Construcţia schematică a unui reactor SMR NuScale

Totodată, cei de la Nano Nuclear spun că principalul motiv care a stat la baza anulării proiectului NuScale în SUA nu era în reactoare, ci în combustibilul nuclear folosit de această, numit HALEU (High Assay Low Enriched Uranium), care e produs în prezent doar de Rusia. Aceasta din urmă a şi dictat scumpirile enorme de preţuri, care au făcut aceste proiecte prea scumpe. Dar Nano Nuclear a primit deja aprobarea şi susţinerea de la Departamentul de Energie din SUA pentru a pune la punct o fabrică de producţie locală, în SUA, a combustibilului HALEU, drept obiectiv strategic. Şi într-un alt articol recent, în care vorbeam de renaşterea energiei nucleare în Marea Britanie, menţionam că şi britanicii pregătesc o asemenea fabrică proprie.

Foto: Hală unde e pregătită producţia de HALEU

Tot Departamentul de Energie din SUA este şi cel care susţine acum transpunerea în realitate a proiectelor celor de la Nano Nuclear. Iar motivele pentru asta sunt planurile pentru decarbonizare a reţelei electrice. În prezent, SUA are 95 GW de capacitate instalată în reactoarele sale nuclearee, ceea ce asigură 18% din consumul ţării, dar marea majoritate a acestei puteri instalate se datorează centralelor construite cu mai multe decenii în urmă. Tot Departamentul de Energie, însă, a concluzionat că ţara mai are nevoie de circa 200 GW de putere instalată de energie nucleară, care să asigure sarcina de bază, pe lângă toate fotovoltaicele, eolienele şi alte surse regenerabile. Aşadar, există o nevoie mare de capacităţi nucleare pentru următorii 25 de ani, iar Actul de Reducere a Inflaţiei, aprobat de preşedinţia americană, permite guvernului să finanţeze generos asemenea proiecte ca Nano Nuclear, desemnate drept strategice pentru energetică.

Iar reactoarele mici concepute şi produse în prototipuri de test sunt cu adevărat interesante. Compania a conceput două tipuri de reactoare — ZEUS şi ODIN — ambele de mărimea unui container şi ambele de putere relativ mică, dar diferită în modul de funcţionare.

ODIN e un reactor cu sistem de răcire la presiune joasă, în timp ce ZEUS e un reactor cu miez solid, cu sistem de disipare pasivă a căldurii, ceea ce îi elimină necesitatea unui sistem de răcire activă cu pompe. Nano Nuclear spune că ZEUS e un reactor care, dacă ar fi brusc abandonat şi deconectat, ar fi absolut inofensiv, întrucât ar intra într-o proces de oprire şi răcire pasivă treptată, fără vreun risc.

Foto: Construcţia reactorului ZEUS

Inginerii spun că puterea acestor reactoare e similară în ambele cazuri, chiar dacă diferă în construcţie. Puterea termică a lor ar urma să varieze între doar 500 kW şi până la 20 MW, ceea ce înseamnă că, în funcţie de randamentul final de convertire ca va fi demonstrat în viaţa reală, puterea electrică va constitui de la 250 kW la circa 7-8 MW. E o diferenţă majoră de cei 60-70 MW pe care şi-i dorea NuScale, dar e la fel de impresionant şi faptul că la aceste reactoare de mărimea unui container puterea poarte varia uşor după cererea în timp real, ajustându-se solicitărilor din reţea.

Mai mult ca atât, aceste reactoare ar urma să capteze şi o mare parte din energia termică generată şi vor putea încălzi, spre exemplu, apa dintr-un sistem de încălzire locală, totul funcţionând pe circuite izolate.

Iar conceptul lor presupune că tot de ce e nevoie pentru funcţionarea lor se include în interiorul container-ului, iar la destinaţie containerul e descărcat şi conectat la reţea, inclusiv la o sursă de electricitate de rezervă în cazul reactorului cu sistem de răcire activă. Desigur, construcţia se presupune a fi complet izolată de orice emisii de radiaţii şi ar fi total inofensivă pentru locurile unde ar fi amplasată. Iar inginerii au o viziune prin care asemenea containere ar putea ajunge la fabrici, pentru a asigura direct energia necesară proceselor industriale sau în locuri izolate ale planetei, precum oraşe de munte, insule şi oriunde electricitatea obişnuită e dificilă de asigurat. De asemenea, aceste containere ar putea fi şi surse de producţie a hidrogenului cu zero CO2, asigurând energia necesară. Iar ele sunt modulare, putând fi cooptate mai multe la o locaţie.

Foto: Orăşelele izolate ar putea fi alimentate de asemenea reactoare

Laboratorul Nuclear din Idaho a testat de curând funcţionalitatea reactorului ODIN şi desfăşoare în prezent teste şi cu ZEUS, iar viabilitatea designului şi construcţiei acestora a fost confirmată. Prin urmare, cu finanţare asigurată şi cu undă verde de la agenţiile de stat care supun asemenea proiecte examinărilor riguroase, aceste două tipuri de reactoare au toate şansele să ajungă în producţia de serie, fiind viabile mai ales dacă se va produce local şi combustibilul pentru ele.

O singură îngrijorare mai trebuie studiată şi confirmată prin teste şi sisteme redundante — cea a siguranţei lor la transportare. Da, containerele au construcţii solide în jurul lor, menite să protejeze suplimentar conţinutul interior, iar transportarea lor nu va fi făcută ca şi transportarea de mere, pere sau detergenţi, ci cu convoaie cu însoţire din partea forţelor de ordine. Dar atât pe partea de transportare, cât şi funcţionare a unui asemenea reactor în interiorul halei unei companii sau alături de un sătuc montan, trebuie să existe asigurări suplimentare de securitate, la fel ca şi cu procesele de asigurare a evacuării în siguranţă a deşeurilor nucleare radioactive, pentru că vorbim de fisiune aici, nu de fuziunea pe care toţi o aşteaptă. Aşadar, mai sunt componente logistice de siguranţă de rezolvat, dar, dacă tehnologia ajunge la un stadiu viabil de producţie, probabil şi logistica poate fi soluţionată.