On bir şirket, ABD Enerji Bakanlığı’nın ileri nükleer reaktör teknolojilerinin gelişimini hızlandırma planının bir parçası olarak iddialı bir hedef doğrultusunda çalışıyor
Valar Atomics’in Ward 250 reaktörü yapım aşamasında
ABD elektrik üretiminin neredeyse beşte birini sağlamasına rağmen, ülkedeki nükleer enerji on yıllardır durgunluk yaşıyor. Düzenleyici engeller, kamuoyunun şüpheciliği ve daha ucuz enerji kaynakları tesislerin kapanmasına, moratoryumlara ve yeni nükleer teknolojiler için finansman eksikliğine yol açtı. Ancak büyük ölçüde veri merkezlerinin yönlendirdiği elektrik talebindeki artış, nükleer canlanmayı teşvik ediyor ve Enerji Bakanlığı kaybedilen zamanı telafi ediyor gibi görünüyor. Reaktör Pilot Programı, gelişmiş reaktör tasarımlarının testlerini hızlandırıyor ve ilk önemli kilometre taşı 2026 ortası için belirleniyor.
Program, sektörün üretimini 2050 yılına kadar dört katına çıkarmayı amaçlayan DOE stratejisinin bir parçası. Gelişmiş nükleer reaktör teknolojileri geliştiren on bir şirket katılmak üzere seçildi ve bunlardan en az üçünün 4 Temmuz 2026’ya kadar kritikliğe (nükleer fisyon reaksiyonunun istikrarlı ve kendi kendini sürdürebilir hale geldiği bir duruma) ulaşması amaçlanıyor.
Gelişmiş reaktör teknolojilerinde uzmanlaşmış bir nükleer mühendis olan Leslie Dewan, “Bu kasıtlı olarak çok iddialı bir son tarih” diyor. “Bu pilot çalışmanın amaçlarından biri, gerçek dünyadaki kısıtlamalar altında hangi kavramların yürütülebileceğini gerçekten detaylandırmaktır.”
Geliştirilmekte olan reaktör tasarımları, erimiş tuz ve yüksek sıcaklıktaki gaz reaktörlerinden hızlı reaktörlere, sodyum soğutmalı tasarımlara ve basınçlı su sistemlerine kadar çeşitlilik göstermektedir. En ileride olduğu düşünülen şirketlerden biri, Ward 250 adı verilen yüksek sıcaklıklı gaz reaktörünü (HTGR) geliştiren Kaliforniya merkezli Valar Atomics’tir.
HTGR’ler, karbon ve seramik katmanlarıyla kaplanmış küçük uranyum parçacıkları üzerinde çalışır. Kaplamalar, her parçacığı aşırı yüksek sıcaklıklarda bile erimeyen, bağımsız bir yakıt ünitesine dönüştürerek radyoaktif sızıntıyı önleyen yerleşik bir güvenlik kalkanı sağlar.
Yakıt parçacıkları, reaktörün çekirdeğini oluşturan ve helyum gazının içinden akması için kanallara sahip olan grafit bloklara yüklenir. Yakıtın fisyon reaksiyonu helyumu ısıtır ve bu ısı suyu kaynatarak buhar oluşturur, bu da jeneratörü elektrik üretmek üzere çalıştırır. Helyum daha sonra yeniden ısıtılmak üzere reaktöre geri akar.
Valar, Eylül ayında Ward 250’de temel atarak inşaata başlayan ikinci şirket oldu (ilki Ağustos ayında temeli atılan Teksas merkezli Aalo Atomics’ti). Valar, ısı çıkışı olmadan kendi kendine devam eden bir fisyon reaksiyonu olan soğuk kritikliğine ulaşan ilk kişiydi. Bu, sıkı kontrol edilen koşullar altında bir devlet test tesisinde yapıldı ve Dewan, temel fiziği doğrulayıp yararlı veriler sağlarken, “bu, kendi entegre test reaktörlerinin kurulup güçle çalıştırılmasıyla aynı şey değil” diyor.
Teksas merkezli Natura Resources’ın tercih ettiği erimiş tuz reaktörleri çok farklı bir şekilde çalışıyor ancak aynı zamanda doğası gereği güvenli olduğu da düşünülüyor. Uranyum, yakıtın fisyon reaksiyonuyla ısınan erimiş tuza karıştırılır. Pompalar sıvı tuzu bir ısı eşanjörü aracılığıyla hareket ettirir ve burada ısıyı buhar üreten veya türbini çalıştıran başka bir döngüye aktarır. Tuz aşırı ısınırsa genleşir ve yakıtı zincirleme reaksiyonu sürdüremeyeceği güvenli bir tanka boşaltan acil durum “donma tapasını” eritir.
Dewan, “Erimiş tuz reaktörleri atmosferik basınçta çalışıyor, dolayısıyla her türlü kaza tesisin kendisiyle sınırlı kalacak” diyor. “Tüm elektrik gücünü kaybetse ve sahada herhangi bir operatör olmasa bile, güvenli bir şekilde durabilecek.”
Natura henüz temelleri atmamış olsa da, 1 megawatt’lık bir araştırma reaktörü inşa etmek için Nükleer Düzenleme Komisyonu’ndan inşaat izni aldı ve yakın zamanda tedarik zinciri ve mevzuat bilgisi Natura’nın teknolojisini uygulamaya doğru ilerletmeye yardımcı olacak yine Teksas merkezli Shepherd Power’ı satın aldı. Dewan, şirketin “NRC ile çok olumlu ve işbirliğine dayalı bir ilişkisi olduğunu” söylüyor, ancak “erimiş tuz aşındırıcıdır ve yüksek sıcaklıklarda radyoaktiftir, bu nedenle maddi zorluklar hafife alınmamalıdır”.
Kritiklik süresinin yalnızca altı ay kadar kaldığı göz önüne alındığında, Valar, Natura ve pilot programdaki diğer dokuz şirketin, bu süreyi tutturmak için benzeri görülmemiş bir hızda çalışmaları gerekecek. Ancak bu, şirketlerin aşması gereken pek çok engelden yalnızca biri.
“Gerçek kanıtlama noktaları şu gibi şeyler olacaktır: Reaktörü kontrollü bir şekilde açıp kapatabilir misiniz; tasarım sıcaklığında binlerce saat çalıştırabilir misiniz; malzemelerin ve yakıtın beklendiği gibi davrandığını gösterebilir misiniz; ve tüm bunları NRC’nin ve gelecekteki müşterilerin tasarıma güvenmesini sağlayacak kadar güvenilir bir şekilde yapabilir misiniz?” diyor Dewan. “Bu 2026 tarihini ilginç veri toplama döneminin başlangıcı olarak görüyorum, hiçbir şekilde bitiş çizgisi olarak görmüyorum.”
