Η νεοφυής εταιρεία πυρηνικής ενέργειας Deep Fission θέλει να τοποθετήσει έναν αντιδραστήρα σε σημείο όπου δεν έχει βρεθεί ποτέ άλλος: ένα μίλι κάτω από την επιφάνεια της γης. Η εταιρεία, με έδρα την Καλιφόρνια, έλαβε νωρίτερα αυτόν τον μήνα την έγκριση ασφαλείας για τον σχεδιασμό του αντιδραστήρα της από το αμερικανικό Υπουργείο Ενέργειας και προετοιμάζει τον χώρο για το εμπορικό πιλοτικό της έργο έξω από το Πάρσονς, μια μικρή πόλη στη νοτιοανατολική πλευρά του Κάνσας.
Η εταιρεία ελπίζει ότι η τοποθέτηση του αντιδραστήρα βαθιά υπόγεια θα μειώσει το κόστος εγκατάστασης και λειτουργίας, κυρίως επειδή το πέτρωμα μπορεί να προσφέρει φυσική θωράκιση και πίεση στον αντιδραστήρα. Έτσι δεν θα χρειάζεται ένας βαρύς τσιμεντένιος θόλος συγκράτησης, όπως αυτοί που περιβάλλουν τους συμβατικούς πυρηνικούς αντιδραστήρες και αποτελούν σημαντικό μέρος του κόστους και του χρόνου κατασκευής τους. Ωστόσο, ανεξάρτητοι μηχανικοί λένε ότι παραμένει ασαφές πόσο επιτυχημένη θα αποδειχθεί αυτή η προσέγγιση.
Η Deep Fission έχει ήδη ανοίξει μια γεώτρηση συλλογής δεδομένων βάθους 1.830 μέτρων και σύντομα θα ξεκινήσει τη διάνοιξη μιας δοκιμαστικής οπής βάθους 762 μέτρων. Το επόμενο στάδιο θα περιλαμβάνει την εγκατάσταση του κάνιστρου του αντιδραστήρα, του εναλλάκτη θερμότητας και άλλων εξαρτημάτων μέσα στη γεώτρηση, με στόχο μια πυρηνική επίδειξη το 2027.
Ο αντιδραστήρας Gravity της εταιρείας χρησιμοποιεί μία από τις πιο διαδεδομένες πυρηνικές τεχνολογίες: έναν αντιδραστήρα πιεσμένου ύδατος, που λειτουργεί με συμβατικό καύσιμο ουρανίου χαμηλού εμπλουτισμού και ψύχεται με νερό. Έχει ύψος 9 μέτρα, αλλά διάμετρο μικρότερη του ενός μέτρου, και έχει σχεδιαστεί να παράγει 15 μεγαβάτ ηλεκτρικής ενέργειας.
Οι βαθιές γεωτρήσεις είναι συνηθισμένη πρακτική στη βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου, ενώ η τεχνολογία του εναλλάκτη θερμότητας που θα παράγει ηλεκτρική ενέργεια είναι στάνταρ στην παραγωγή γεωθερμικής ενέργειας: η θερμότητα που παράγει ο αντιδραστήρας μετατρέπει το νερό σε ατμό, ο οποίος ανεβαίνει στην επιφάνεια και κινεί μια τουρμπίνα.
Αν και τα επιμέρους στοιχεία του σχεδίου της Deep Fission δεν είναι καινούργια, ο συνδυασμός τους είναι. «Η μεγαλύτερη τεχνική πρόκληση είναι να αποδειχθεί ότι όλες αυτές οι τεχνολογίες, που η καθεμία είναι οικεία από μόνη της, θα λειτουργήσουν μαζί σε αυτή την άγνωστη διάταξη», λέει η Λέσλι Ντιούαν, πυρηνική μηχανικός στην ανεξάρτητη συμβουλευτική εταιρεία Neutronic Designs και ειδική στις προηγμένες τεχνολογίες αντιδραστήρων.
Η εταιρεία θεωρεί ότι το σχέδιό της όχι μόνο θα λειτουργήσει, αλλά και θα βελτιώσει την ασφάλεια και θα μειώσει το κόστος σε σύγκριση με τα συμβατικά πυρηνικά έργα. Η τοποθέτηση του αντιδραστήρα ένα μίλι κάτω από τη γη σημαίνει ότι το γύρω πέτρωμα θα λειτουργεί ως ενσωματωμένη δομή συγκράτησης, ενώ το βάρος της στήλης νερού από πάνω θα δημιουργεί πίεση 160 ατμοσφαιρών, αρκετή για να διατηρεί το νερό σε υγρή μορφή σε εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες και να εξαλείφει την ανάγκη για πιεστικοποιητή, που είναι απαραίτητο στοιχείο των επίγειων αντιδραστήρων.
Ο Μάικλ Μπράσελ, επικεφαλής λειτουργιών της Deep Fission, λέει ότι ο σχεδιασμός του αντιδραστήρα μειώνει επίσης την ανάγκη για «μηχανολογικά ενεργά συστήματα έκτακτης ψύξης του πυρήνα με αντλίες και εφεδρική ισχύ».
«Περιμένουμε ότι αυτό θα μπορούσε να μεταφραστεί σε πραγματική εξοικονόμηση κεφαλαίου και λειτουργικού κόστους», λέει.
«Χρησιμοποιούν το ίδιο το περιβάλλον για να εκτελέσουν λειτουργίες που συνήθως πρέπει να σχεδιάσουμε μέσα σε έναν πυρηνικό σταθμό», λέει η Ντιούαν. Ωστόσο, προσθέτει, το τίμημα είναι η δύσκολη πρόσβαση στον αντιδραστήρα, κάτι που θα κάνει την επιθεώρηση και τη συντήρηση «και πιο δύσκολη και πιο σημαντική».
Ο Τοντ Άλεν, πυρηνικός μηχανικός στο Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν, βλέπει επίσης πιθανές δυσκολίες στη συντήρηση. Ακόμα κι αν η Deep Fission σχεδιάσει τον αντιδραστήρα Gravity για ελάχιστη συντήρηση, λέει, για παράδειγμα με ψύξη που βασίζεται στη φυσική κυκλοφορία αντί για αντλίες, δεν είναι δυνατό να προβλεφθούν όλες οι πιθανές εξελίξεις. «Θα με ανησυχούσε περισσότερο κάτι που θα συνέβαινε και δεν το είχες προβλέψει», λέει ο Άλεν.
Ο Μπράσελ λέει ότι η εταιρεία δεν σχεδιάζει να ανεβάζει τον αντιδραστήρα στην επιφάνεια για τακτική συντήρηση, αλλά θα μπορεί να το κάνει αν χρειαστεί.
Κανένας αντιδραστήρας δεν έχει λειτουργήσει ποτέ σε αυτό το βάθος. Ο πιο κοντινός είναι ο ερευνητικός αντιδραστήρας Halden της Νορβηγίας, ο οποίος είχε εγκατασταθεί μέσα σε σπηλιά λαξευμένη σε πλαγιά βουνού, περίπου 100 μέτρα κάτω από την επιφάνεια, επίσης για λόγους συγκράτησης. Δεν είναι βέβαιο πώς θα αντέξουν το γεωτρητικό άνοιγμα, η επένδυση της γεώτρησης, το δοχείο του αντιδραστήρα και η γύρω γεωλογία σε πιθανή λειτουργία δεκαετιών. «Μόνο και μόνο επειδή βάζεις έναν αντιδραστήρα υπόγεια, θα υπάρξει μια καμπύλη μάθησης», λέει ο Άλεν.
Είναι μια καμπύλη που η εταιρεία ελπίζει να ξεπεράσει γρήγορα. Η αρθρωτή της προσέγγιση θα οδηγούσε τελικά στη συγκέντρωση πολλών αντιδραστήρων Gravity σε ένα σημείο, αυξάνοντας τη δυναμικότητα από τα 15 μεγαβάτ στα 150 μεγαβάτ ή ακόμη και πάνω από ένα γιγαβάτ.
Η Deep Fission δεν είναι μόνη στην προσπάθεια να κάνει την πυρηνική ενέργεια μικρότερη, φθηνότερη και ευκολότερη στην κατασκευή. Οι μικροί αρθρωτοί αντιδραστήρες σχεδιάζονται ώστε να αντικαταστήσουν τους συμβατικούς πυρηνικούς σταθμούς με μικρότερες, τυποποιημένες μονάδες που μπορούν να κατασκευάζονται και να αναπτύσσονται σε σειρά. Αρκετές εταιρείες έχουν ήδη προχωρήσει: η αμερικανική Επιτροπή Πυρηνικής Ρύθμισης εξέδωσε τον Μάρτιο άδεια κατασκευής στην TerraPower για τον αντιδραστήρα Natrium στο Ουαϊόμινγκ. Στην ίδια κατεύθυνση κινούνται και οι Kairos Power και X-Energy.
Ακόμη τέσσερις εταιρείες απέδειξαν ότι μπορούν να λειτουργήσουν σταθερούς και αυτοσυντηρούμενους αντιδραστήρες έως τις 4 Ιουλίου 2026, μια «προθεσμία κρισιμότητας» που έθεσε το Reactor Pilot Program του αμερικανικού Υπουργείου Ενέργειας και η οποία αυξάνει τις πιθανότητες οι συγκεκριμένες εταιρείες να βρουν δρόμο προς εμπορική ανάπτυξη.
Η τεχνολογία των μικρών αρθρωτών αντιδραστήρων μπορεί να αμφισβητήσει παγιωμένες αντιλήψεις μέσα στην πυρηνική βιομηχανία. Για παράδειγμα, για πολλές εταιρείες που εργάζονται σε αυτούς τους αντιδραστήρες, «το επιχειρηματικό στοίχημά τους είναι ότι οι τεχνολογικές αλλαγές και οι βελτιώσεις στην ασφάλεια θα σημαίνουν ότι δεν θα χρειάζεται περίβλημα συγκράτησης», λέει ο Άλεν. «Το ερώτημα με την ιδέα της Deep Fission, όπου κάνεις όλη την προσπάθεια να διανοίξεις μια πολύ βαθιά γεώτρηση, είναι: είναι απαραίτητο;»
Προς το παρόν, η Deep Fission ποντάρει ότι είναι, και συνεχίζει να εργάζεται για να δείξει ότι ένας αντιδραστήρας μπορεί να λειτουργήσει στον πυθμένα μιας τρύπας. Αν πετύχει, θα μπορούσε να προσφέρει έναν ριζικά διαφορετικό τρόπο κατασκευής μικρών πυρηνικών μονάδων.
Τα πιο χρήσιμα πειραματικά αποτελέσματα που αναμένει κανείς, λέει η Ντιούαν, θα είναι «η επίδειξη της εγκατάστασης και της ανάκτησης του πρωτότυπου εξοπλισμού του αντιδραστήρα, η μέτρηση της θερμικής απόδοσης και η ποσοτικοποίηση της δυνατότητάς τους να επιθεωρούν και να συντηρούν τον εξοπλισμό σε όλη τη διάρκεια ζωής του».
Το παρόν κείμενο δημιουργήθηκε με τη χρήση τεχνητής νοημοσύνης.
