Ruszyła budowa pierwszego oficjalnie zatwierdzonego przez rząd reaktora jądrowego IV generacji w USA
Mimo że Stany Zjednoczone były liderem w komercyjnej energetyce jądrowej, w ostatnich latach kraj ten pozostawał w tyle, podczas gdy takie państwa jak Chiny zyskiwały na tym poletku przewagę. USA doświadczyły stagnacji w tym sektorze przez ostatnie dekady, bo od 1978 roku rozpoczęto budowę tylko dwóch nowych elektrowni, a od tej pory na amerykańskich ziemiach nie zbudowano żadnych zaawansowanych typów reaktorów. Amerykanie wracają jednak na nuklearne tory energetyczne przez m.in. czynniki polityczne oraz ekonomiczne, bo pilna potrzeba redukcji emisji węgla przy jednoczesnym utrzymaniu zdolności przemysłowych wspólnie sprawiły, że reaktory jądrowe, zwłaszcza zaawansowane projekty takie jak Hermes, znowu znalazły się w centrum uwagi.
Czytaj też: USA uciekną Chinom? Futurystyczne stellaratory na ratunek
Dlatego też tak ważne jest, że 17 lipca 2024 roku firma Kairos Power rozpoczęła budowę reaktora Hermes w Oak Ridge w stanie Tennessee w USA. Nie będzie to jednak tradycyjny reaktor. Hermes nie będzie bowiem wytwarzał energii elektrycznej dla sieci, bo jego główną funkcją jest postęp w rozwoju innowacyjnego reaktora z chłodzeniem za pomocą stopionych soli fluorkowych typu pebble-bed. Ten projekt jest z natury bezpieczny, zdolny do automatycznego wyłączenia się i jednoczesnego utrzymywania chłodzenia rdzenia reaktora w przypadku awarii. Dlaczego? A no dlatego, że w konstrukcji typu pebble-bed paliwo jądrowe jest zamknięte w sferycznych peletach TRi-structural ISOtropic (TRISO) złożonych ze wzbogaconego uranu, węgla i ceramiki. Te cząstki o wielkości nasion maku działają jako miniaturowe naczynia ciśnieniowe i są formowane w kulki wielkości małych pięści, które są ładowane do reaktora w kształcie leja. Świeże paliwo wchodzi od góry, a zużyte paliwo jest zbierane na dole, podtrzymując ciągłą reakcję.
Czytaj też: Oj, tego USA nie powinny zdradzać. Szpieg idealny?
Hermes wyróżnia się też wykorzystywaniem nie helu, a stopionych soli fluorkowych do chłodzenia. Sole te utrzymują rdzeń reaktora w temperaturze 585°C, przenosząc ciepło do wtórnego obiegu solnego połączonego z generatorem pary napędzającym turbinę, co zapewnia, że reaktor działa przy normalnym ciśnieniu na poziomie morza, eliminując potrzebę specjalnych struktur obudowy lub naczyń ciśnieniowych.
W przypadku awarii zasilania, paliwo w kulkach automatycznie reguluje reakcję jądrową zgodnie z prawami fizyki. W miarę jak reaktor się nagrzewa, dostępność neutronów maleje, naturalnie tłumiąc reakcję. Stopiona sól nadal krąży, chłodząc rdzeń przez naturalną konwekcję, a nawet w ekstremalnych scenariuszach, solidne kulki paliwowe pozostają nienaruszone, zapewniając bezpieczeństwo. Dodatkowo reaktor Hermes jest zbudowany ze stali nierdzewnej 316, znanej z wysokiej odporności na korozję solną.
Uzupełnieniem reaktora Hermes jest ETU 3.0, czyli niejądrowa wersja Hermesa, która jest również w budowie w Oak Ridge. Ten obiekt będzie służył jako poligon doświadczalny, pozwalając inżynierom na badanie operacyjnych urządzeń bez złożoności związanych z promieniowaniem. Podejście to ma na celu znalezienie sposobów na uczynienie elektrowni jądrowych bardziej ekonomicznymi, koncentrując się na efektywności budowy i eksploatacji. Jest to o tyle ważne, że znaczne koszty związane z energetyką jądrową często wynikają nie z budowy samego reaktora, lecz z rozległych prac inżynieryjnych potrzebnych do jego obudowania i obsługi.
Czytaj też: Wąż zjadający własny ogon. USA mają kolejny problem z uzbrojeniem
Projekt w Oak Ridge stanowi jednocześnie tylko połowę całego wysiłku, bo reaktor Hermes charakteryzuje się modułową konstrukcją, a to oznacza, że jego komponenty są m.in. budowane i testowane w fabryce w Nowym Meksyku przed wysyłką do Tennessee. To modułowe podejście obiecuje usprawnienie budowy oraz zapewnienie wysokiej jakości i niezawodności, a kwestia funduszy wydawanych na transport nie jest szczególnie ważna, bo projekt ten jest wspierany przez grant Departamentu Energii o wartości 303 milionów dolarów, a jego zakończenie jest planowane na rok 2027. Podczas gdy Bill Gates pracuje nad podobnym projektem w Wyoming, wciąż czeka na zielone światło od rządu, co już udało się uzyskać firmie Kairos Power.