Μια καινοτόμος πρόταση στον τομέα της πυρηνικής ενέργειας έρχεται από τις ΗΠΑ, όπου επιστήμονες από το Idaho National Laboratory (INL), σε συνεργασία με την Clean Core Thorium Energy, παρουσίασαν τα πρώτα αποτελέσματα δοκιμών ενός νέου τύπου πυρηνικού καυσίμου. Η νέα σύνθεση συνδυάζει το θόριο με ουράνιο υψηλού βαθμού εμπλουτισμού χαμηλής συγκέντρωσης (HALEU), με στόχο τη μείωση των ραδιενεργών αποβλήτων και τη βελτίωση της απόδοσης των πυρηνικών αντιδραστήρων.
Το καύσιμο βασίζεται στον σχεδιασμό ANEEL (Advanced Nuclear Energy for Enriched Life), ο οποίος προτείνει μια στρατηγική συγχώνευσης δύο πυρηνικών υλικών: του θορίου και του ουρανίου-235 εμπλουτισμένου σε ποσοστά μεταξύ 5% και 20%. Το ποσοστό αυτό είναι πολύ υψηλότερο από εκείνο που χρησιμοποιείται στους παραδοσιακούς βαρέος ύδατος αντιδραστήρες (PHWRs), οι οποίοι λειτουργούν με καύσιμο που περιέχει κάτω από 0,72% ουράνιο-235.
Η Clean Core Thorium Energy, με επικεφαλής τους Mehul Shah (CEO) και Milan Shah (COO), αναπτύσσει αυτό το νέο καύσιμο με έμφαση στην ασφάλεια και την ανθεκτικότητα σε θέματα διάδοσης πυρηνικών υλικών. Ένα από τα βασικά πλεονεκτήματα της πρότασης είναι ότι το καύσιμο μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε υφιστάμενους πυρηνικούς αντιδραστήρες, χωρίς να απαιτούνται δομικές μετατροπές στον πυρήνα ή στις ράβδους καυσίμου.
Το project απέκτησε μορφή το 2024, όταν μια ερευνητική ομάδα υπό την καθοδήγηση του Sean McDeavitt από το Texas A&M University κατασκεύασε τις πρώτες 216 κυλινδρικές ράβδους καυσίμου. Οι ράβδοι αυτές είναι δακτυλιοειδείς, διαθέτουν δηλαδή μια οπή στο κέντρο, ώστε να διευκολύνεται η απελευθέρωση αερίων κατά τη διάρκεια της πυρηνικής αντίδρασης. Η παρασκευή τους βασίστηκε σε μείγμα από σκόνη θορίου και οξείδιο ουρανίου, ενώ η επεξεργασία τους ολοκληρώθηκε στο ATR, τον πειραματικό αντιδραστήρα του INL.
Η ακτινοβόληση των κυλίνδρων διήρκεσε μέχρι τον Νοέμβριο του 2024, φτάνοντας σε επίπεδο «καύσης» 25 gigawatt-ημέρες ανά τόνο, μια ένδειξη της ενεργειακής τους απόδοσης. Την άνοιξη του 2025 ξεκίνησαν στο INL οι πρώτοι μη καταστροφικοί έλεγχοι στο Hot Fuels Examination Facility, προσφέροντας τις πρώτες σαφείς ενδείξεις για τη συμπεριφορά του καυσίμου μετά από έκθεση σε πραγματικές συνθήκες λειτουργίας.
Τα αρχικά αποτελέσματα περιλάμβαναν νετρονικές ακτινογραφίες και έδειξαν ότι οι ράβδοι διατήρησαν την αρχική τους μορφή. Δεν παρατηρήθηκαν ούτε ρωγμές, ούτε παραμορφώσεις, ούτε απώλειες της χαρακτηριστικής τους δακτυλιοειδούς γεωμετρίας. Σύμφωνα με τον Michael Worrall, ερευνητή του INL και υπεύθυνο του project, η ποιότητα των υλικών ήταν απολύτως εναρμονισμένη με τις τεχνικές προδιαγραφές. Αντίστοιχα αισιόδοξος εμφανίστηκε και ο Paul Chan, Τεχνικός Διευθυντής της Clean Core, τονίζοντας ότι η διατήρηση της αρχικής δομής είναι ενθαρρυντικό σημάδι για ολόκληρη την πυρηνική κοινότητα.
Η επόμενη φάση περιλαμβάνει εκτενέστερες εξετάσεις, τόσο μη καταστροφικές όσο και καταστροφικές. Η ομάδα του Ethan Oberg πρόκειται να εμβαθύνει σε μικροσκοπικά χαρακτηριστικά των υλικών, όπως το μέγεθος και η ανάπτυξη των κόκκων, η πορώδης σύσταση και η κατανομή των προϊόντων σχάσης μέσα στο καύσιμο. Οι αναλύσεις αυτές θα αποκαλύψουν κρίσιμες λεπτομέρειες για τη συμπεριφορά του υλικού κατά τη μακροχρόνια χρήση σε αντιδραστήρες.
Πέρα από τις εργαστηριακές εξετάσεις, έχουν προγραμματιστεί και επιπλέον κύκλοι ακτινοβόλησης μέχρι την άνοιξη του 2026. Στόχος αυτής της επέκτασης είναι να συγκεντρωθούν επαρκή λειτουργικά δεδομένα, ώστε να αξιολογηθεί η επίδοση του καυσίμου σε ακόμη υψηλότερα επίπεδα «καύσης». Τα δεδομένα αυτά θεωρούνται καθοριστικής σημασίας για την εξασφάλιση των απαραίτητων εγκρίσεων από τις ρυθμιστικές αρχές, αλλά και για την προσέλκυση επενδυτών που ενδιαφέρονται για καθαρή και βιώσιμη πυρηνική ενέργεια.
Η χρήση του θορίου ως εναλλακτικής στον πυρηνικό κύκλο δεν είναι καινούργια ιδέα, ωστόσο η συνδυασμένη αξιοποίησή του με εμπλουτισμένο ουράνιο σε ένα καύσιμο που ενδείκνυται για υπάρχουσες υποδομές είναι σημαντικό βήμα προς την κατεύθυνση μιας πιο ασφαλούς και αποδοτικής πυρηνικής τεχνολογίας. Το μεγάλο πλεονέκτημα του θορίου είναι ότι παράγει λιγότερα μακρόβια ραδιενεργά απόβλητα, ενώ παράλληλα μειώνει τις πιθανότητες για κακόβουλη χρήση του υλικού, όπως σε περιπτώσεις κατασκευής όπλων.
Εάν οι δοκιμές επιβεβαιώσουν τις θετικές ενδείξεις, η χρήση του καυσίμου ANEEL θα μπορούσε να αποτελέσει ένα καθοριστικό βήμα για την επανεκκίνηση του ενδιαφέροντος γύρω από την πυρηνική ενέργεια, προσφέροντας έναν τεχνολογικά ώριμο, περιβαλλοντικά πιο υπεύθυνο και ενεργειακά πιο αποδοτικό δρόμο.
[via]
