Po pięciu miesiącach intensywnych testów w Karolinie Północnej technologia laserowego wzbogacania uranu SILEX pomyślnie przeszła próby na dużą skalę. To ważny krok, choć warto zachować zdrowy sceptycyzm — podobne przełomy ogłaszano już wcześniej, a komercjalizacja takich technologii zwykle trwa latami.
Stany Zjednoczone znajdują się w dość paradoksalnej sytuacji. Mimo że energia atomowa zapewnia im jedną piątą krajowej produkcji elektryczności, wciąż są uzależnieni od zagranicznych dostaw paliwa. Głównymi dostawcami wzbogaconego uranu pozostają Rosja i Kazachstan, co w obecnej sytuacji geopolitycznej stanowi poważne wyzwanie dla bezpieczeństwa energetycznego.
Czytaj także: Nowe paliwo jądrowe wkracza do gry. Jego skład zauważalnie się różni
Technologia SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation) wykorzystuje precyzyjnie skalibrowane lasery do selektywnego wzbudzania atomów uranu-235, co pozwala oddzielić je od znacznie bardziej powszechnego uranu-238. W naturalnym uranie izotop U-235 stanowi zaledwie 0,7%, podczas gdy reaktory jądrowe potrzebują koncentracji około 5% lub wyższej.
Tradycyjne metody wzbogacania, takie jak dyfuzja gazowa czy wirówki gazowe, opierają się na subtelnych różnicach w masie cząsteczkowej i są stosunkowo mało efektywne. Proces SILEX ma oferować znacznie wyższą wydajność i reprezentuje jedyną technologię wzbogacania trzeciej generacji znajdującą się w zaawansowanej fazie komercjalizacji.
Kampania testowa rozpoczęta w maju 2025 roku pozwoliła uzyskać setki kilogramów nisko wzbogaconego uranu i dostarczyła danych potwierdzających komercyjną wykonalność procesu. Obiekt Test Loop w Wilmington to przy okazji jedyny na świecie zakład wzbogacania uranu, który nie należy do rządu ani nie jest przez niego w znacznym stopniu finansowany.
Global Laser Enrichment, będące joint venture między australijską Silex Systems (51%) a kanadyjską Cameco Corporation (49%), rozwija tę technologię od 2007 roku. Firma zainwestowała już ponad 550 milionów dolarów w inżynierię, projektowanie i licencjonowanie swojego rozwiązania w Karolinie Północnej i Kentucky.
Kluczowym elementem strategii komercjalizacji ma być Paducah Laser Enrichment Facility w Kentucky, jedyny nowy zakład wzbogacania obecnie rozpatrywany przez amerykańską Komisję Regulacji Jądrowej. Zakład ma przetwarzać ponad 200 000 ton metrycznych zubożonego uranu z zapasów Departamentu Energii USA, produkując do 6 milionów jednostek pracy rozdzielczej nisko wzbogaconego uranu rocznie.
Projekt wspiera długoterminowa umowa podpisana w 2016 roku na zakup zapasów zubożonego sześciofluorku uranu od rządu amerykańskiego. To materiał pozostały po wcześniejszych operacjach dyfuzji gazowej, a jego ponowne wykorzystanie stanowi zarówno rozwiązanie ekonomiczne, jak i ekologiczne.
Rozwój technologii SILEX może mieć szczególne znaczenie dla nowej generacji reaktorów jądrowych. Rozkwit małych reaktorów modułowych (SMR) wymaga elastycznych dostaw wzbogaconego uranu o różnych parametrach. Każdy typ reaktora ma inne wymagania dotyczące poziomu wzbogacenia i konstrukcji paliwowej.
Dyrektor generalny GLE Stephen Long podkreśla, że firma może pozwolić Ameryce uniezależnić się od kruchego, zagranicznego łańcucha dostaw paliwa uranowego. W kontekście wojny w Ukrainie i napięć z Rosją krajowe zdolności wzbogacania uranu stają się kwestią bezpieczeństwa narodowego.
Firma planuje kontynuację programu demonstracyjnego przez cały 2025 rok, jednocześnie budując krajową bazę produkcyjną i łańcuch dostaw. To długoterminowa strategia mająca na celu stworzenie kompletnego, amerykańskiego ekosystemu paliwowego dla energetyki jądrowej.
Perspektywy rozwoju
Pomyślne testy technologii SILEX to więcej niż tylko technologiczny sukces — mogą stanowić pierwszy krok ku większej niezależności energetycznej w sektorze, który będzie kluczowy dla dekarbonizacji amerykańskiej gospodarki. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, za kilka lat Stany Zjednoczone mogą po raz pierwszy od dziesięcioleci stać się samowystarczalne w produkcji paliwa jądrowego.
Wzbogacanie uranu tradycyjnie stanowi około 30% kosztu paliwa jądrowego i około 5% całkowitego kosztu energii elektrycznej wytwarzanej przez elektrownie atomowe. Zwiększenie wydajności tego procesu mogłoby znacząco obniżyć koszty energii jądrowej, choć na potwierdzenie tych szacunków przyjdzie nam jeszcze poczekać.
Czytaj także: Radioaktywne odpady mogą stać się naszym zbawieniem. Amerykańscy naukowcy znaleźli zaskakujące rozwiązanie
Technologia laserowego wzbogacania budzi jednak pewne wątpliwości. Eksperci zwracają uwagę na wyzwania związane ze skalowaniem procesu do poziomu przemysłowego oraz na kwestie bezpieczeństwa. Dotychczasowe metody, mimo niższej efektywności, są dobrze poznane i sprawdzone w długoterminowej eksploatacji.
Mimo tych wyzwań postęp w pracach Global Laser Enrichment warto obserwować z uwagą. Sukces tej technologii mógłby nie tylko zmienić sytuację na rynku paliw jądrowych, ale także wpłynąć na globalną geopolitykę związaną z energetyką atomową. To szczególnie ważne w kontekście planowanej rozbudowy floty jądrowej w wielu krajach, w tym w Polsce.
Ostateczna ocena przyjdzie jednak dopiero z czasem, gdy technologia przejdzie pełny proces komercjalizacji i udowodni swoją opłacalność w rzeczywistych warunkach rynkowych. Na razie możemy mówić o obiecującym eksperymencie, który — jeśli spełni pokładane w nim nadzieje — może znacząco wpłynąć na przyszłość energetyki jądrowej.