כדי לתדלק את התיאבון האנרגטי שאינו יודע שובע של בינה מלאכותית, חברות טכנולוגיה עושות בגדול על כורים גרעיניים קטנים.
בשבוע שעבר הכריזו גם גוגל וגם אמזון על הסכמים עם חברות שמפתחות כורים מודולריים קטנים. כורים אלה יפיקו פחות כוח מכורים קיימים, ותכנונים רבים כוללים סוגים שונים של דלק או נוזלי קירור, בתוספת תכונות בטיחות נוספות.
ההכרזות הגבירו את הבאזז סביב כורים מודולריים קטנים, שמשכו תשומת לב גוברת בשנים האחרונות, לאור הצורך באנרגיה נקייה שלא תתרום לשינויי האקלים. מגוון חברות קמו כדי לענות על הצורך, וייצרו שפע של עיצובים מוצעים לכורים מודולריים קטנים.
"אם משלבים את הצורך בכוח גמיש עם הצורך בכוח נקי והזמינות המתעוררת של העיצובים האלה, אתה מקבל עלייה גדולה בעניין", אומרת מהנדסת הגרעין קתרין הוף מאוניברסיטת אילינוי אורבנה-שמפיין.
בינתיים, ממשלת ארה"ב תומכת בפיתוח של כורים מודולריים קטנים, מה שמזין עוד יותר את העניין.
אז מה באופק עבור הדור הגרעיני החדש הפוטנציאלי הזה? אנו מפרקים את השאלות הגדולות לגבי איך ולמה כורים גרעיניים הולכים וקטנים.
מהם כורים מודולריים קטנים?
כורים מסחריים בארצות הברית מייצרים בדרך כלל כמיליארד וואט של חשמל. כורים מודולריים קטנים ייצרו פחות משליש מזה.
מפעלים גרעיניים מסורתיים דורשים השקעה מסיבית מראש, מכשול שעצר את בנייתם של כורים חדשים בארצות הברית במשך עשרות שנים. הכורים החדשים הראשונים שנבנו במדינה זה 30 שנה - שניים בוויינסבורו, ג'ורג'יה, שהופעלו ב-2023 וב-2024 - עלו כ-30 מיליארד דולר. הבנייה הייתה בפיגור של שנים בלוח הזמנים וחורג במיליארדים מהתקציב.
על ידי סיבוב לכורים קטנים יותר, חברות וקובעי מדיניות שואפות להניע את התפשטות האנרגיה הגרעינית, הנחשבת כמקור לאנרגיה אמינה ללא פליטת גזי חממה.
בנוסף, מכיוון שכורים קטנים יותר מפיקים פחות חשמל, יש צורך להסיר פחות חום שיורי כדי לכבות את הכור בבטחה במקרה של תאונה, מה שמפשט את מערכות הבטיחות.
עם כורים קטנים יותר, אומר הוף, קל יותר לבנות רכיבים מחוץ לאתר במפעל ולשלוח אותם לאן שהם צריכים להגיע, במקום לבנות אותם בהתאמה אישית מחומרי גלם באתר. "ככל שאתה יכול לבנות את הכורים האלה כמו מטוסים ולא שדות תעופה, זה בדרך כלל יהיה זול יותר."
מה מעורר עניין בכורים האלה?
בארצות הברית, הכוח הגרעיני מתגאה כיום בתמיכה הן מצד הדמוקרטים והן מהרפובליקנים, מצב יוצא דופן שאיפשר למגזר לשגשג, גם כשהסמכויות הפוליטיות משתנות. "בעשר השנים האחרונות, התמיכה הייתה די עקבית והולכת וגדלה, ואני חושב שזה עניין גדול", אומר מהנדס הגרעין טוד אלן מאוניברסיטת מישיגן. אנרגיה גרעינית היא נדבך בתוכנית של ממשל ביידן להשגת יעדי האקלים.
בינתיים, בינה מלאכותיתיצרה בעיה עבור חברות טכנולוגיה שלא רוצות להיראות כרעי שינוי אקלים (SN: 12/11/23). גוגל הודיעה ב-14 באוקטובר כי תרכוש אנרגיה מכורים מודולריים קטנים שייבנוKairos Power, שמטרתה להפעיל כורים בשנות ה-2030. וב-16 באוקטובר, אמזון הודיעה עלהשקעה בחברת X-energy והסכמים עם חברות שירות במדינת וירג'יניה ובמדינת וושינגטון להקמת כורים מודולריים קטנים.
ולא רק טכנולוגיה גדולה מתעניינת. אהסכם 2023בין X-energy וחברת הכימיקלים דאו הכריזו על כור מודולרי קטן שיוקם באחד מאתרי דאו.
משרד האנרגיה האמריקאי מימן פיתוח של כורים מודולריים קטנים. ב-16 באוקטובר הודיע ה-DOEמימון של 900 מיליון דולרלפריסה של כורים מודולריים קטנים. וגם X-energy וגם TerraPower הנתמכת על ידי ביל גייטס בונים פרויקטי הדגמה עם תמיכת DOE.
מפעלים גרעיניים מסורתיים עדיין ממלאים תפקיד בעתיד הנראה לעין. ב-20 בספטמבר הודיעה מיקרוסופט על עסקה להפעלה מחדש של תחנת הכוח Three Mile Island ליד מידלטאון, פנסילבניה, שנסגרה ב-2019. (כן,זֶההאי שלושה מייל. לאחר ה, כור נוסף במפעל המשיך לפעול (SN: 4/7/79).)
"חברות שבאופן מסורתי נמנעו מלהזכיר את האנרגיה הגרעינית כחלק מהפורטפוליו שלהן, כי הן היו מודאגות מתפיסות ציבוריות ומפגיעה פוטנציאלית במדיניות, עולות קדימה ומאמצות את זה", אומר מהנדס הגרעין קורוש שירוואן מ-MIT.
במה שונה הטכנולוגיה מהכורים הנוכחיים?
כורים גרעיניים מסחריים בארצות הברית משתמשים בדרך כלל באותו סוג של דלק אורניום ומקוררים במים. אבל הרבה עיצובים של כורים מודולריים קטנים שוברים את התבנית הזו.
האורניום המשמש בכורים מועשר כך שיכלול יותר מהזן הרלוונטי, או איזוטופ, של אורניום, U-235. הכורים הנוכחיים משתמשים באורניום המועשר בכמה אחוזים U-235. כורים מודולריים קטנים רבים ישתמשו באורניום המועשר עד 20 אחוז U-235, הידוע בשם(SN: 7/3/24). הדלק מאפשר לכורים מודולריים קטנים לפעול בצורה יעילה יותר מאשר כור עם דלק רגיל. ארצות הברית לא מייצרת HALEU באופן מסחרי בכמויות משמעותיות, אבל המאמצים החלו להתגבר, בציפייה לצורך.
חלק מהכורים משתמשים בדלק שהוא שונה במובנים ברורים יותר. X-energy וקאירוס, למשל, ישתמשו בדלק TRISO: כדורי אורניום מכוסים, בגודל זרעי פרג, הכלולים בתוך כדורים גדולים יותר של חומר, כל אחד בגודל של כדור טניס. הדלק "חזק במיוחד לטמפרטורות גבוהות מאוד לתקופות ארוכות מאוד", אומר הוף. "זה נותן לך את שכבת ההגנה הנוספת הזו."
נוזל הקירור, המדיום המשמש להעברת חום מהכור לחלק ייצור החשמל של המפעל, הוא גם בחירה מכרעת. TerraPower משתמשת בנתרן נוזלי, Kairos משתמשת במלח פלואוריד מותך, ו-X-energy משתמשת בגז הליום. לנוזלי קירור שונים יכולים להיות יתרונות כמו יעילות מוגברת של העברת חום, או ביטול הצורך בכלי לחץ.
העיצובים משלבים גם תכונות בטיחות שאינן דורשות התערבות אנושית כדי לבעוט פנימה, ועוזרות להבטיח שהכור יכול לכבות בבטחה במקרה חירום. הם רותמים פיזיקה פשוטה, למשל, תוך הסתמכות על כוח המשיכה, הפרשי לחצים או הסעה טבעית של נוזל קירור נוזלי, כדי לקרר את הליבה.
מה הלאה?
הרעיון של כורים מודולריים קטנים קיים כבר שנים רבות, אך ניסיונות קודמים לא הצליחו. אפילו המאמצים האחרונים כשלו. חברת הכורים NuScale הייתה אמורה לייצר את הכורים הקטנים המודולריים המסחריים הראשונים בארצות הברית, כחלק מפרויקט באיידהו, אך הפרויקט בוטל ב-2023 לאחר שהעלויות עלו.
כעת, כשחברות טכנולוגיה גדולות משליכות את עצמן לתוך התערובת, התומכים מקווים שכורים מודולריים קטנים יקומו על הקרקע בקרוב.
"אתה יכול לראות את המומנטום בונה", אומר אלן. "זה לא אומר שתהיה לך גרסה מסחרית חדשה השנה, אבל זה גם הרבה יותר דברים שמתרחשים שמרגישים אמיתיים ממה שראינו בתחום הגרעין במשך זמן רב מאוד."
