САЩ демонтират ядрени бойни глави, за да захранват следващото поколение реактори
В строго класифицирано съоръжение в Оук Ридж, Тенеси - същото съоръжение, обогатило уран за първата атомна бомба в ерата на проекта Манхатън - работниците превръщат стари, неексплодирали бойни глави в гориво, което ще захранва градовете.
Рецептата за създаване на усъвършенствано реакторно гориво включва топене на оръжеен уран с ниско обогатен уран в тигел - масивен метален котел, нагрят до около 2500 градуса по Фаренхайт, за да превърне съдържанието му в разтопена супа.
Излизайки от пещта си, светеща оранжева отливка, пълна с горещ течен уран, бавно се спуска в охладителна камера. Втвърденият краен продукт, който прилича на черен въглен, може безопасно да се държи в ръка.
Това гориво е предназначено да захранва следващото поколение ядрени реактори на Америка - малки, модулни електроцентрали, които са по-лесни и по-евтини за изграждане. Те изискват много по-малко поддръжка и физическо пространство от остаряващия флот на големите атомни електроцентрали.
Един недостатък? Те също така изискват по-обогатен и енергийно плътен уран.
До миналата година Съединените щати получаваха по-голямата част от своя обогатен уран от Русия. Двупартиен закон, приет след нахлуването на Русия в Украйна, сложи край на това. Сега учени и компании се надпреварват да го произвеждат у дома.
Защо Русия има толкова много обогатен уран?
След Студената война Русия притежаваше купища високообогатен уран – този, който се използва за оръжия. В преговорите след войната САЩ и други страни насърчиха Русия да разреди този уран под прага за производство на оръжия и да го продаде на света като ядрено гориво. Това беше изгодна сделка за всички страни. САЩ разполагаха с доставки на гориво, а Русия – която изпитваше икономически трудности след Студената война – имаше желаещ пазар, на който да продава.Смесването на стари оръжия от ядрения арсенал не е единственият начин да се направи това гориво, известно като нискообогатен уран с висок анализ - или накратко HALEU. Няколко съоръжения в страната също го правят и се очаква те да произвеждат по-голямата част от горивото в дългосрочен план. Очаква се федералното правителство да отпусне над 2 милиарда долара през следващите месеци на компании за обогатяване на уран, за да помогне за стартиране на веригата за доставки.
Междувременно федералните правят „упражнение за възглавницата на дивана“, като търсят подходящо ядрено гориво, което може да се е промъкнало през пукнатините, каза Майкъл Гоф, главен заместник-помощник-секретар в Службата за ядрена енергия на Министерството на енергетиката. В допълнение към ядрените запаси на САЩ, Националната лаборатория на Айдахо също намалява част от колекцията си от гориво от изследователски реактори.
Фактът, че САЩ търсят собствения си арсенал за ядрено гориво, говори за това колко много е борбата за стартиране на реактори от ново време - като TerraPower, подкрепеният от Бил Гейтс проект в Уайоминг, който наскоро стартира.
Проекти като TerraPower очакват доставките на гориво, безпокойни, че времето им може да изтече. Компанията трябваше да получи първите си доставки на гориво от Русия – единственият търговски доставчик на HALEU в света.
Това се промени след войната в Украйна.
„Стигаме до момента, в който трябва да видим повече спешност от страна на правителството“, каза Джеф Навин, директор на външните работи на TerraPower. „Има огромен национален интерес да се действа бързо. Не разбираме напълно защо същото чувство за спешност не е достигнало до Министерството на енергетиката, за да издаде този материал.
В крайна сметка количеството HALEU, което САЩ могат да получат от своите запаси от ядрено оръжие, е сравнително малко. Ще има нужда от по-голяма производствена линия.
„Дългосрочното решение е, че трябва да имаме обогатяване“, каза Джеф Чембърлин, изпълняващ длъжността главен помощник заместник-администратор за неразпространение на ядрено оръжие в отбраната. „Дори ако смесим целия този материал утре, не бихме могли да задоволим демонстрационните нужди на всички компании за напреднали реактори, които САЩ са заявили в момента.“
Защо САЩ се нуждаят от специално ядрено гориво
В момента Съединените щати получават около 20% от енергията си от ядрена енергия. В Министерството на енергетиката на САЩ има голям интерес към увеличаване на този процент през следващите години, тъй като ядрената енергия е надеждна и не създава замърсяване на климата.
„Нуждаем се от твърдо, чисто базово електричество – ядрената енергия осигурява това“, каза Гоф. „За да отговорим на нуждите си от енергийна сигурност и целите си в областта на климата, се нуждаем от значително повече разгърната ядрена енергия.“
Ядрената енергетика все повече търси по-малки реактори, които работят с HALEU. Тези реактори могат да издържат по-дълго от конвенционалните и да се поберат в по-малки пространства, което ги прави по-гъвкави и по-лесни за инсталиране.
Уранът за конвенционалните реактори е обогатен до 5%, а HALEU е уран, обогатен между 5-20%. Високообогатеният уран е нещо повече от 20% и се използва в оръжия или морски подводници.
С други думи, ако уранът от конвенционален реактор е Miller Lite, а високообогатеният уран е зърненият алкохол Everclear, HALEU е хубавата студена чаша белгийска бира, която постига баланса между две крайности, каза Дан Лейстиков, вицепрезидент по корпоративните комуникации в US- базирана компания за обогатяване на уран Centrus Energy.
„Можете да получите повече енергия в по-малки пространства“, каза Джош Джарел, директор на отдела за наука и технологии за горивния цикъл на Айдахо Национални лаборатории. „Можете да имате по-висока енергийна плътност, можете да направите по-ефективно гориво, теоретично бихме могли да генерираме електричество по-икономично.“
Centrus е една от двете компании за обогатяване на уран в САЩ, които работят за освобождаване на зависимостта на Америка от Русия, която доставя огромното количество обогатен уран в света. Конгресът наскоро прие забрана за внос на руски уран, което доведе до свиване на доставките както за HALEU, така и за гориво за конвенционални реактори.
След „липса на инвестиции в продължение на десетилетия“, Centrus се стреми да „възстанови вътрешния капацитет за обогатяване с американска технология“, за да отговори на търсенето на електроенергия в страната и за нейната национална сигурност, каза Лейстиков пред CNN.
Ще отнеме години, за да стигнем до там.
Министерството на енергетиката изчислява, че напредналата ядрена индустрия ще се нуждае от 40 тона HALEU до 2030 г. Centrus търси финансиране от DOE, за да разшири дейността си, но в момента може
