Ένα νέο κεφάλαιο στην ιστορία της πυρηνικής ενέργειας ετοιμάζονται να ανοίξουν οι ΗΠΑ, με την ανάπτυξη ενός προηγμένου μικροαντιδραστήρα μέσω του προγράμματος MARVEL (Microreactor Applications Research Validation and Evaluation). Παρά το φανταστικό του όνομα, που θυμίζει τον γνωστό κόσμο των υπερηρώων της pop κουλτούρας, πρόκειται για ένα απολύτως πραγματικό και καινοτόμο τεχνολογικό εγχείρημα, το οποίο στοχεύει να μεταμορφώσει τον τρόπο με τον οποίο παράγεται ενέργεια και θερμότητα, ιδιαίτερα σε απομακρυσμένες ή ενεργειακά αυτόνομες περιοχές.
Το MARVEL αναπτύσσεται στο Idaho National Laboratory (INL), υπό την εποπτεία του Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ (Department of Energy – DOE), και αποτελεί έναν μικρής ισχύος πειραματικό αντιδραστήρα, σχεδιασμένο για να αποδείξει τη βιωσιμότητα νέων τεχνολογιών. Ο μικροαντιδραστήρας αυτός θα έχει θερμική ισχύ 85 κιλοβάτ και ηλεκτρική ικανότητα παραγωγής περίπου 20 κιλοβάτ, ενώ η σχεδιαστική του ολοκλήρωση βρίσκεται ήδη στο 90%. Τα βασικά του εξαρτήματα είναι υπό κατασκευή, με την έναρξη των πρώτων δοκιμών να προβλέπεται για τα τέλη του 2027 ή τις αρχές του 2028.
Το MARVEL αποτελεί μέρος ενός ευρύτερου στρατηγικού σχεδίου του DOE για την εξέλιξη της πυρηνικής τεχνολογίας, με τη βασική φιλοδοξία να προσφέρει μια πλατφόρμα για δοκιμές και εφαρμογές σε ρεαλιστικές συνθήκες. Στις 16 Ιουνίου 2025, το INL απηύθυνε επίσημη πρόσκληση προς εταιρείες, ερευνητικά ιδρύματα και φορείς του ιδιωτικού και δημόσιου τομέα, ώστε να αξιοποιήσουν τις δυνατότητες του MARVEL και να συμβάλουν στην επιτάχυνση της εφαρμογής προηγμένων μικροαντιδραστήρων.
Στην καρδιά του MARVEL βρίσκεται ένας αντιδραστήρας ψυχόμενος με κράμα νατρίου-καλίου (NaK), ο οποίος θα λειτουργεί εντός της Transient Reactor Test Facility (TREAT) του INL. Εκεί, θα δοκιμάζονται σε συνθήκες πυρηνικής λειτουργίας τόσο εξαρτήματα του αντιδραστήρα όσο και αυτόνομα συστήματα ελέγχου, διεπαφές με μικροδίκτυα και εφαρμογές θερμικής επεξεργασίας. Το MARVEL, χάρη στον σχεδιασμό του, έχει τη δυνατότητα να λειτουργήσει ως φυσικό εργαστήριο για την αξιολόγηση νέων τεχνολογιών στον τομέα της πυρηνικής ενέργειας.
Ο αντιδραστήρας διαθέτει 36 ράβδους καυσίμου από υδρίδιο ουρανίου, καθεμία εκ των οποίων περιέχει πέντε εσωτερικά “στοιχεία” με ουράνιο εμπλουτισμένο κατά 19,75% σε ισότοπο U-235. Το υδρογόνο λειτουργεί ως επιβραδυντής, ενώ γύρω από τις ράβδους υπάρχει ανακλαστήρας νετρονίων από βηρύλλιο. Σημαντικό στοιχείο της σχεδίασης είναι η χρήση υφιστάμενων τεχνολογιών και εξαρτημάτων εμπορίου, γεγονός που μειώνει σημαντικά το κόστος και τον χρόνο κατασκευής. Το καύσιμο τύπου TRIGA θα παραχθεί από ήδη διαθέσιμο υλικό HALEU (υψηλής καθαρότητας ουράνιο με χαμηλό εμπλουτισμό).
Η λειτουργία του MARVEL έχει σχεδιαστεί σε τρεις διακριτές φάσεις διάρκειας δύο ετών. Η πρώτη περιλαμβάνει τον ολοκληρωμένο σχεδιασμό, την αδειοδότηση, την κατασκευή των εξαρτημάτων και τις διαδικασίες ασφαλείας, ενώ θα ολοκληρωθεί με την εισαγωγή του καυσίμου και την επίτευξη κρίσιμης μάζας στο TREAT.
Η δεύτερη φάση θα αφορά την πρακτική δοκιμή της παραγωγής ενέργειας και εφαρμογές σε βιομηχανικές συνθήκες. Σε αυτό το στάδιο, οι τελικοί χρήστες καλούνται να σχεδιάσουν και να κατασκευάσουν τα συστήματα που επιθυμούν να δοκιμάσουν υπό πραγματικές συνθήκες, με έμφαση στην παροχή θερμικής ενέργειας άνω των 300 βαθμών Κελσίου. Το INL έχει ήδη προειδοποιήσει για το περιορισμένο χρονικό παράθυρο δοκιμών, ενθαρρύνοντας την έγκαιρη προετοιμασία από τους ενδιαφερόμενους.
Η τρίτη και τελευταία φάση θα επικεντρωθεί στην απενεργοποίηση του συστήματος. Αυτή θα περιλαμβάνει την απομάκρυνση του ψυκτικού υγρού, την εξαγωγή του καυσίμου και τη διάθεση των υλικών στις εγκαταστάσεις του Idaho Nuclear Technology and Engineering Center. Επιπλέον, θα προσφέρει τη δυνατότητα εξέτασης και ανάλυσης των υλικών που εκτέθηκαν σε ακτινοβολία.
Με το MARVEL, οι ΗΠΑ προχωρούν στη δημιουργία του πρώτου νέου αντιδραστήρα στο INL μετά από τέσσερις δεκαετίες, σηματοδοτώντας την έναρξη μιας νέας εποχής για την πυρηνική τεχνολογία. Ο στόχος είναι διττός: αφενός να αναπτυχθούν και να δοκιμαστούν νέες εφαρμογές μικροαντιδραστήρων και αφετέρου να ενισχυθεί η εμπλοκή του ιδιωτικού τομέα στη διαμόρφωση του μέλλοντος της καθαρής, αξιόπιστης και τοπικά παραγόμενης ενέργειας.
[via]
