TerraPower, compania fondată de Bill Gates, va dezvolta reactoare nucleare cu clorură topită pentru nave mari

Terra Power, e compania fondată de renumitul fondator al Microsoft, Bill Gates, după ce acesta s-a retras din Microsoft şi şi-a dedicat timpul unor activităţi despre care e convins că pot schimba lumea semnificativ. În cazul TerraPower, compania a fost creată pentru a explora posibilităţile enorme date de energie nucleară şi a devenit menţionată mai des în ultimele luni, întrucât a pornit construcţia primei sale centrale nucleare cu putere variabilă în Wyoming, cu un concept nou bazat pe un reactor cu sare topită, unde sarea topită e stocată în rezervoare speciale, iar intensitatea folosirii acelei sări pentru a produc electricitatea poate fi ajustată, astfel încât noua centrală nu mai e obligată să aibă o putere constantă livrată în reţea, ci poate varia această putere. Reactorul e mult mai mic, iar puterea variabilă îl face perfect pentru a putea să preia aproape complet sarcinile de reţea cu tot cu variaţiile ciclice normale de ore cu consum maxim şi minim. Pe lângă această tehnologie, însă, TerraPower dezvoltă în paralel şi o altă variaţie de reactor, pe care compania spune că-l poate folosi într-o mulţime de industrii unde e nevoie de căldură mare sau de electricitate în cantităţi mari. Iar sud-coreenii de la HD Hyundai, o companie deţinătoare de şantiere navale şi birouri de proiectare a navelor, au un parteneriat acum cu cei de la TerraPower prin care să dezvolte reactoare pentru navele mari transportatoare de containere şi alte tipuri de nave cargo, pentru ca acestea să beneficieze de propulsie cu zero CO2 emis în atmosferă şi să aibă totodată o autonomie uriaşă.

Foto: Conceptul centralei cu reactoare cu sare topită din Wyoming

Propulsia nucleară în domeniul maritim nu e o noutate absolută. În prezent în lume există circa 160 nave propulsate prin reactoare nucleare, unul sau mai multe la bord, iar majoritatea sunt submarine, întrucât acolo diferenţa timpului în care un submarin poate sta scufundat e enormă în cazul unui submarin nuclear, faţă de unul diesel, care are nevoie de oxigen pentru combustie. Totuşi, există şi nave mari propulsate nuclear, în special militare sau spărgătoare de gheaţă. Şi variaţia de reactoare de acolo e destul de mare, de la cele aproape identice cu centralele nucleare, dar scalate la putere mai mică, până la cele răcite cu sare topită.

Conceptul pe care-l va folosit TerraPower, însă, e unul de reactoare rapide cu clorură topită (MCFR), bazate pe ideea de demult de a folosi clorura topită, dar schimbând modul de interacţionare în fisiune pe unul rapid, adică fără încetinire de neutroni înainte de reacţia propriu zisă. Mai simplu vorbind, reactoarele MCFR vor folosi clorura topită atât ca parte din combustibilul nuclear, cât şi ca agent de răcire, în cazul acestor reactoare nefiind vorba de vreo funcţie de stocare.

În rol de combustibil nuclear, clorura topită e amestecată cu clorura de uraniu sau de plutoniu şi datorită sării topită reacţia de fisiune poate avea loc la temperaturi mai înalte, la presiune mai joasă şi la o viteză mai mare a atomilor. Asta simplifică enorm designul reactorului, făcându-l mai compact, mai subţire şi mai lipsit de riscuri de a declanşa vreun accident nuclear.

Designul reactorului cu clorură topită

Iar riscurile mai mici vin de la caracteristica sării topite folosite drept combustibil, care în cazul unui incident s-ar evacua într-o vană de rezervă, unde ar începe să se solidifice şi ar elimina riscul scurgerilor radioactive. Desigur, clorura în sine e un element foarte coroziv, dar omenirea s-a învăţat deja să producă materiale care rezistă la asemenea agenţi corozivi şi la temperaturi înalte.

Dacă puterea standard livrată de un reactor Natrium, de tipul celui din Wyoming, e de 345 MW, însă acolo sarea topită nu e folosită în componenta combustibilului nuclear, ci doar pentru răcire, atunci reactoarele destinate navelor pot fi şi de 3-4 ori mai puţin puternice. În primul rând, datorită construcţiei mai simple, ele ar fi mai ieftine. Iar în a doilea rând, datorită dimensiunilor mici, acestea a fi din nou, mai ieftine în producţie, cu scopul de a ajunge să fie competitive când se ia în calcul costul unei nave finale, alături de beneficiile pe care le poate avea transportatorul datorită emisiilor zero de CO2 şi cele de viteză mai mare de croazieră, autonomie mai mare şi costuri de operare în timp mai mici.

Cele mai mare nave transportatoare de containere au motoare ce cumulează puteri de 75.000-110.000 CP, ceea ce echivalează 55-81 MW. Luând în calcul şi o putere suplimentară necesară pentru alimentarea funcţiilor auxiliare, inclusiv refrigerare n unele cazuri, putem estima că ar fi nevoie de reactoare cu puteri cuprinde între 70 şi 120 MW, deci care de 3-5 ori mai puţin decât reactorul de la centrala din Wyoming.

Asemenea nave ar avea cu siguranţă nevoie de protocoale avansate de securitate, întrucât navele actuale care au propulsie nucleară sunt de obicei folosite de entităţi de stat. Însă dacă aceste protocoale ar putea fi aprobate şi depăşite, atunci asemenea nave ar putea fi alimentate o odată în câteva luni sau chiar o dată în an şi mai rar, navigând câte 200-280 mii km pe an cu zero emisii CO2. Iar în cazul navelor, o singură navă transportatoare de containere de 24.000 containere poate emite anual circa 235.000 tone de CO2 anual, o cantitate de CO2 care e, aşa cum arătam acum două zile într-un articol, de 3-4 ori mai mare decât tot beneficiul de evitare a emisiilor CO2 adus de toate camioanele electrice Volvo în ultimii 5 ani, din toată lumea. Deci o singură asemenea navă uriaşă trecută la propulsie cu zero CO2, face o diferenţă enormă. Iar dacă se trec 100 de asemenea nave, asta se va vedea semnificativ şi la nivelul emisiilor anuale de CO2 ale întregii planetei, într-atât de poluantă e această industrie.

Cei de la Hyundai şi TerraPower muncesc acum la definitivarea parametrilor exacţi, şi încadrarea lor pe primele nave, întrucât conceptul general al reactorului a trecut deja validarea, la el lucrându-se în ultimii ani cu susţinerea financiară a departamentului de energie a SUA. Acum cele două companii, în parteneriat cu o a treia, Core Power, colaborează şi cu Agenţia Internaţională de Energie Atomică pentru a avea toate măsurile de siguranţă şi protocoalele implementate din start.

Iar asta înseamnă că aşa cum vedem acum construcţia primei centrale TerraPower în SUA, peste doar câţiva ani vom vedea primele nave comerciale transportatoare de containere construite la şantierele navale ale Hyundai din Coreea de Sud, cu tehnologia acestor reactoare TerraPower.