نسل جدید راکتورهای هسته ای در راه است

نسلي جديد از راکتورهاي هسته اي در چند سال آينده توليد برق را آغاز مي کنند. آنها به نسبت کوچک هستند و ممکن است نقشي کليدي براي دستيابي به اهداف آب و هوايي داشته باشند. از 20 سال پيش، آينده برق هسته اي در آزمايشگاه در مقر دانشگاه دولتي اورگون در غرب آمريکا در حال شکل گيري بود. نمونه اوليه اين راکتور با مديريت شرکت نيو اسکيل پاور، نماد فصلي نو در داستان پر تنش و سياست زده نيروگاه هاي برق هسته اي است.

راکتور شرکت نيو اسکيل به برج هاي خنک کننده بزرگ و يا محدوده امنيتي گسترده، نياز ندارد. اين راکتور مي تواند در کارخانه اي ساخته و به هر مکاني، هر چقدر که دور باشد، منتقل شود. شبيه سازي هاي پرشمار نشان مي دهند که اين راکتور مي تواند تقريبا هر شرايط اضطراري را بدون آسيب پذيري امنيتي شديد، پشت سر بگذارد. يکي از دلايل اين است که اين راکتور، حداقل در مقايسه با راکتورهاي کنوني، از سوخت هسته اي بسيار ناچيزي استفاده مي کند. اين راکتور همچنين اندازه اي بسيار کوچک تر از پيشينيان خود دارد.

اين براي سياره زمين که با بحران آب و هوايي دست و پنجه نرم مي کند، خبر خوبي است. در برخي محافل طرفدار محيط زيست، انرژي هسته اي بدنام است، اما بسياري از کارشناسان و سياست گذاران انرژي قبول دارند که شکافتن اتم ها همچنان بخشي جدايي ناپذير از حذف کربن از توليد برق جهان خواهد بود. در آمريکا، برق هسته اي حدود دو سوم از کل توليد برق پاک را به خود اختصاص داده است، اما نيروگاه هاي کنوني به سرعت به پايان عمر مجاز فعاليت خود نزديک مي شوند. تنها دو نيروگاه هسته اي جديد در آمريکا در حال ساخت هستند اما هزينه ساخت آنها ميلياردها دلار فراتر از بودجه اوليه و زمان ساخت آنها چندين سال ديرتر از موعد اوليه شده است.

در اين شرايط است که اين راکتور کوچک طراحي شده براي استفاده همزمان از چند راکتور در يک واحد، وارد صحنه مي شود. آيا به مقدار نسبتأ کمي از انرژي نياز داريد؟ تنها چند راکتور کوچک نصب کنيد. آيا مي خواهيد برق يک شهر بزرگ را تأمين کنيد؟ چند راکتور ديگر اضافه کنيد. ارائه يک نيروگاه مناسب براي طيفي گسترده از شرايط، بسيار راحت تر مي شود. از آنجا که اين راکتورها کوچک هستند، مي توانند به طور انبوه توليد شوند و به هر جايي در چند قطعه منتقل شوند. شايد مهم تر از همه اين که راکتورهاي کوچک مي توانند از مزيت برخورداري از چندين سازوکار خنک کنندگي و ايمني موجود براي پيشينيان خود، برخوردار شوند که اين مسئله تضمين مي کند که فاجعه اي مشابه چرنوبيل، تکرار نخواهد شد.

شرکت نيو اسکيل از يک راکتور آب سبک استفاده مي کند که اکنون متداول ترين نوع راکتور تجاري مورد استفاده در نيروگاه هاي هسته اي است، اما شباهت اين راکتور با انواع قديمي تر، همين جا تمام مي شود. راکتور شرکت نيو اسکيل حدود 20 متر طول و کمتر از سه متر قطر دارد و در يک ظرف نگهداري مي شود که تنها کمي از آن بزرگتر است. اين راکتور که تقريبا به اندازه دو اتوبوس مدرسه پشت سر هم است، اين قابليت را دارد که صد نمونه از آن در اتاق مخزن يک نيروگاه سنتي گنجانده شود. با اين همه اين راکتور کوچک مي تواند 60 مگاوات برق توليد کند که حدود يک دهم برق توليدي کوچکترين نيروگاه عملياتي کنوني در آمريکاست.

خوزه ريس، بنيانگذار و مدير فني نيو اسکيل گفت که کوچک شدن، يک مزيت بزرگ است. اين راکتورها امن تر هستند، تا حدي به اين دليل که مي توانند در يک استخر زيرزميني آب قرار داده شوند. اگر يک راکتور نشت کند، گرماي آن به تدريج در آب مهار مي شود و اين همچنين به اين معناست که راکتورها مي توانند نزديک تر به جاهايي ساخته شوند که برق در آنها مورد نياز است و به فاصله ايمني 16 کيلومتري لازم براي نيروگاه هاي سنتي، نياز ندارند.

کميسيون تنظيم مقررات هسته اي آمريکا از سال 2016 ميلادي در حال بررسي طراحي شرکت نيو اسکيل است. اگر اين کميسيون مجوز لازم را صادر کند، اين شرکت مي تواند بالاخره ساخت نخستين نمونه تجاري اين راکتور را آغاز کند. فرايند بررسي، سختگيرانه است. شرکت
 نيو اسکيل 12 هزار صفحه درخواست فني ارائه داده و به احتمال زياد فرايند بررسي راکتور آن يک سال ديگر طول خواهد کشيد. با اين همه، اين شرکت هم اکنون توانسته است مجوز ساخت نخست نيروگاه خود با 12 راکتور را در آزمايشگاه ملي آيداهو به دست آورد و از سال 2026 ميلادي عرضه برق به ايالت هاي غربي آمريکا را آغاز مي کند.

راکتورهاي کوچک مقياسي، احتمالا نخستين راکتورهاي کوچکي خواهند بود که وارد شبکه برق آمريکا مي شوند، اما آخرين نوع نيز نخواهند بود. وزارت انرژي آمريکا، به ميکرو-راکتورها علاقه مند شده که يک نيروگاه هسته اي است که کمتر از 50 مگاوات برق توليد مي کند. اگرچه نيروگاه هاي کوچک مقياسي براي فرايندهاي صنعتي و ديگر حجم هاي بالاي برق مناسب تر هستند، ميکرو-راکتورها براي نيازهاي کوچکتر، همچون تأمين برق يک مقر نظامي دور افتاده و يا تأمين روشنايي در يک شهر کوچک در ايالت آلاسکا، مناسب تر هستند. با اين همه، اين نيروگاه ها مي توانند در آينده به عنوان يک منبع هميشگي انرژي بدون کربن براي شهرها، استفاده شوند.

ميکرو-راکتورها توجه شرکت هاي جديد و قديمي انرژي هسته اي را به خود جلب کرده ند. پيش از اين، يک شرکت هسته اي رازآلود با نام اوکلو، از ميکرو-راکتور اورورا با ظرفيت 1.5 مگاوات، رونمايي و اعلام کرد مجوز وزارت انرژي براي ساخت نخستين نمونه از اين راکتور در آزمايشگاه ملي آيداهو را به دست آورده است. اورورا بيشتر شبيه يک کلبه کوهستاني است تا يک راکتور هسته اي، اما به گفته جيکوب دويت، بنيانگذار شرکت اوکلو، اين مسئله عمدي بوده است. او اميدوار است در آينده، ميکروراکتورها بدون هيچ مشکلي با محيط شهرها هماهنگ شوند.

با اين همه، شرکت اوکلو در مسير دريافت مجوزهاي لازم، با موانع مهمي رو به روست. يکي از آنها اين است که اورورا يک راکتور سريع است که با استفاده از فلزات مايع خنک مي شود و اين طراحي تقريبا به طور اختصاصي براي زيردريايي ها استفاده مي شده است. دويت گفت: بي تعارف، طرز فکر نهادهاي نظارتي بر اساس نيروگاه هاي بزرگ شکل گرفته است.

اگرچه کميسيون تنظيم مقررات هسته اي براي درک چگونگي هماهنگي راکتورهاي کوچک با مقررات کنوني هسته اي تلاش مي کند، ديگر سياست گذاران انرژي در هر فرصت از اين انرژي حمايت مي کنند. پيش از اين، رهبران سياسي از آمريکا و اروپا براي نخستين مذاکرات بين المللي مربوط به راکتورهاي مقياس کوچک گرد هم آمدند و دولت هاي محلي در کانادا به تازگي ديدار کردند تا براي نيروگاه هاي کوچک تبليغ کنند. همچنين ريک پري، وزير پيشين انرژي آمريکا، در فيلم خداحافظي خود، تبليغ ويژه اي براي راکتورهاي مقياس کوچک انجام داد.

در آمريکا، حمايت از راکتورهاي کوچک موجب تحولاتي در محيط نظارتي شده است تا به شرکت ها کمک کند تا سال 2027 ميلادي نخستين نيروگاه کوچک را در تأسيسات متعلق به دولت مرکزي آمريکا، راه اندازي کنند. با اين همه، استيو فتر، استاد دانشگاه مريلند، گفت که راکتورهاي کوچک همچنان بايد اثبات کنند که مي توانند در زمينه هزينه نيز رقابت کنند. با توجه به کاهش هزينه انرژي هاي تجديد پذير، همچون انرژي باد و انرژي خورشيدي و همچنين دسترسي گسترده به گاز طبيعي، راکتورهاي کوچکتر شايد هرگز نتوانند جايگاه ويژه خود را به دست بياورند. به ويژه اگر انگيزه اصلي، تغييرات آب و هوايي باشد که با شتابي سريعتر از مجوزهاي مقرراتي در حال پيش روي است.

فتر گفت: درباره توانايي براي صدور مجوز براي نيروگاه هاي هسته اي پيشرفته و استفاده از آنها در مقياسي که بتواند اهميتي براي تغيير آب و هوا داشته باشد، خوشبين نيستم؛ با اين همه فکر مي کنم ارزش بررسي کردن را دارد، زيرا آنها نوعي از برق متمرکز و بدون کربن هستند و ما گزينه هاي زيادي در اين زمينه نداريم.

حداقل در آمريکا، شايد اين کار تنها راه براي دادن شانسي جديد براي انرژي هسته اي باشد.

مترجم: يحيي احمدي

منبع: پايگاه اينترنتي وايرد