Przez najbliższe trzynaście miesięcy specjaliści będą prowadzić intensywne testy napromieniowania, które mają określić, czy nowa generacja reaktorów może zapewnić poziom bezpieczeństwa przewyższający wszystko, co znamy do tej pory. Dla całej branży to niezwykle ważny moment, bo wyniki tych badań mogą zadecydować o przyszłości SMR, czyli małych reaktorów modułowych, które są czymś znacznie więcej niż ot “zminiaturyzowanymi elektrowniami nuklearnymi”.
Czytaj też: Wzięli nowy akumulator na tortury i wykazali, że nie boi się ognia i wody
W tych pracach stawką nie jest kolejny wariant reaktora, tylko kwalifikacja paliwa, które usuwa dominujące ryzyko awaryjne po stronie stopienia rdzenia. Prace podejmowane w Idaho National Laboratory mają sprawdzić, czy wielowarstwowe cząstki TRISO-X utrzymają integralność przy wysokiej gęstości mocy, rosnącym wypaleniu i intensywnym strumieniu neutronów, a jednocześnie zachowają niskie uwalnianie produktów rozszczepienia. Kluczowa nowość to możliwość prowadzenia pomiarów w trakcie ekspozycji i późniejsze badania destrukcyjne, co pozwala jednoznacznie powiązać degradację warstw z warunkami pracy. Jeżeli metryki emisji gazów rozszczepieniowych oraz nienaruszalności warstwy węglika krzemu będą zgodne z planem, to z automatu zniknie główna przeszkoda do seryjnego wdrażania wysokotemperaturowych SMR-ów w przemyśle.
TRISO-X to paliwo jądrowe, które nie może się stopić
Technologia TRISO-X opiera się na pozornie prostej, ale genialnej w swojej koncepcji strukturze. Każda pojedyncza cząstka paliwa zawiera rdzeń uranowy zabezpieczony trzema warstwami węgla i materiałów ceramicznych. Taka konstrukcja działa jak mikroskopijny sejf, bo nawet w ekstremalnych warunkach produkty rozszczepienia pozostają skutecznie odizolowane od środowiska zewnętrznego.
Efekt? W przeciwieństwie do tradycyjnych prętów paliwowych, które w sytuacji awaryjnej mogą ulec stopieniu, granulki TRISO-X nie zrobią sobie z tego wiele. Zostały bowiem specjalnie zaprojektowane specjalnie dla wysokotemperaturowych reaktorów chłodzonych gazem. Ich wielowarstwowa powłoka wytrzymuje temperatury znacząco przekraczające normalne parametry pracy reaktora i właśnie ta charakterystyka sprawia, że paliwo jest fizycznie niezdolne do stopienia.
Droga do komercyjnego wdrożenia TRISO-X
X-energy nie ogranicza się wyłącznie do etapu testowego. W Oak Ridge w stanie Tennessee firma buduje zakład produkcyjny paliwa TX-1, który może stać się pierwszym obiektem tego typu licencjonowanym przez amerykańską Komisję Regulacji Jądrowych od ponad pięćdziesięciu lat. To kluczowy krok, bo bez własnych zdolności wytwórczych nawet najbardziej obiecująca technologia pozostaje jedynie ciekawostką laboratoryjną. Dlatego zresztą dobrze wypadają plany, które obejmują już pierwsze małe reaktory modułowe Xe-100 wykorzystujące paliwo TRISO-X i mające powstać w zakładzie produkcyjnym firmy Dow w Seadrift w Teksasie. Ich zadaniem będzie dostarczanie nie tylko energii elektrycznej, ale również wysokotemperaturowego ciepła dla potrzeb przemysłowych.
Jeszcze bardziej ambitny wydaje się projekt współpracy z Amazon i Energy Northwest, bo firmy planują budowę nawet dwunastu małych reaktorów modułowych w pobliżu Columbia Generating Station w stanie Waszyngton. Gigant technologiczny stawia na energetykę jądrową jako sposób na zasilanie swoich centrów danych bez zwiększania śladu węglowego. Co równie ważne, X-energy nie jest jedynym podmiotem zabiegającym o komercjalizację paliwa TRISO.
Firmy Standard Nuclear i Framatome utworzyły wspólne przedsięwzięcie Standard Nuclear-Framatome, które planuje rozpoczęcie produkcji w zakładzie w Richland w stanie Waszyngton już w 2027 roku. Oczywiście pod warunkiem uzyskania wszystkich niezbędnych pozwoleń regulacyjnych. Pojawienie się konkurencji może pozytywnie wpłynąć na tempo rozwoju całego rynku zaawansowanych reaktorów, a większa liczba dostawców paliwa oznacza nie tylko bardziej konkurencyjne ceny, ale także większą pewność ciągłości dostaw dla przyszłych operatorów małych reaktorów modułowych.
Perspektywy rozwoju paliwa jądrowego TRISO-X
Testy w Idaho National Laboratory stanowią kluczowy moment dla przyszłości amerykańskiej energetyki jądrowej. Jeśli paliwo TRISO-X pomyślnie przejdzie wszystkie etapy weryfikacji, to może finalnie otworzyć drogę do szerokiego wdrożenia małych reaktorów modułowych. Dla branży, która przez dziesięciolecia zmagała się z obawami dotyczącymi bezpieczeństwa, technologia odporna na stopienie może być odpowiedzią na najpoważniejsze wyzwania.
Historia energetyki jądrowej zna wiele obiecujących koncepcji, które ostatecznie nie spełniły pokładanych w nich nadziei. TRISO-X wydaje się jednak rozwiązaniem szczególnie wartym uwagi ze względu na swoje właściwości bezpieczeństwa. Sukces tego projektu może oznaczać prawdziwy przełom w postrzeganiu energii jądrowej przez społeczeństwo i inwestorów, choć oczywiście ostateczna ocena będzie możliwa dopiero po latach praktycznego wykorzystania.