Przez dekady technologia reaktorów na stopionych solach istniała głównie w pracach teoretyków i na rysunkach koncepcyjnych. Teraz powoli, ale systematycznie, wychodzi ze sfery marzeń i zbliża się do fazy praktycznych testów. Sukces naukowców z Idaho National Laboratory polega na uruchomieniu linii produkcyjnej zdolnej do wytworzenia tego egzotycznego paliwa na użytek prawdziwego, działającego reaktora eksperymentalnego.
Laboratorium w Idaho uruchomiło linię do produkcji paliwa
Nowa linia produkcyjna w Idaho stanowi największy wysiłek tego laboratorium w zakresie wytwarzania paliwa jądrowego od ponad trzech dekad. Prace ruszyły pełną parą, a pierwsza, pełnowymiarowa partia soli paliwowej została ukończona pod koniec września 2025 roku. To jednak dopiero początek. Plany zakładają, że do marca 2026 roku gotowe będą cztery kolejne zestawy, a docelowo instalacja ma wyprodukować nawet 75 partii dla projektu o nazwie MCRE, czyli Eksperymentu z Reaktorem na Stopionym Chlorku.
Droga do tego sukcesu nie była prosta i wymagała pokonania sporych przeszkód technicznych. Gdy prace nad procesem produkcyjnym startowały w 2020 roku, przekształcenie metalicznego uranu w chlorek uranu zajmowało badaczom ponad tydzień. Co gorsza, efektywność tego procesu, mierzona wskaźnikiem konwersji, oscylowała wokół zaledwie 80 procent, co wiązało się ze znacznymi stratami cennego surowca.
Przełom nastąpił cztery lata później. Zespół z Idaho osiągnął imponujący, 95-procentowy wskaźnik konwersji i opracował metodę wytwarzania 18 kilogramów chlorku uranu w ciągu zaledwie kilku godzin. Dziś kompletna partia paliwa powstaje w około jeden dzień roboczy. To kolosalna różnica, która przekłada się nie tylko na oszczędność czasu, ale przede wszystkim na znacznie efektywniejsze wykorzystanie materiału wsadowego.
Bill Phillips, dyrektor National Reactor Innovation Center w Idaho, nie kryje znaczenia tego osiągnięcia. Produkcja paliwa solnego na bazie chlorków dla reaktora szybkiego to wydarzenie bez precedensu w historii energetyki jądrowej. Zdaniem Phillipsa jest to również wyraźny sygnał, że Stany Zjednoczone traktują rozwój zaawansowanych technologii atomowych jako swój narodowy priorytet.
Reaktor bez prętów
Na czym polega rewolucyjność całego pomysłu? Reaktory na stopionych solach działają na fundamentalnie innych zasadach niż znane nam elektrownie atomowe. Zamiast zestawów stałych prętów paliwowych, które są chłodzone wodą pod ciśnieniem, w rdzeniu takiego reaktora krąży płynna mieszanina soli. W tej cieczy rozpuszczony jest materiał rozszczepialny, w przypadku projektu MCRE będzie to właśnie chlorek uranu.
Taka konstrukcja niesie ze sobą szereg potencjalnych korzyści. Przede wszystkim reaktor może bezpiecznie pracować w znacznie wyższych temperaturach, co bezpośrednio przekłada się na lepszą sprawność termodynamiczną całego układu energetycznego. Paliwo jest wykorzystywane efektywniej, a sam reaktor posiada wbudowane, naturalne mechanizmy bezpieczeństwa. Gdyby temperatura wewnątrz zbliżyła się do niebezpiecznego poziomu, roztopiona sól po prostu zastyga, rozszerzając się i w sposób naturalny tłumiąc reakcję łańcuchową.
Projekt MCRE to wspólne przedsięwzięcie kilku podmiotów: Southern Company, TerraPower, CORE POWER oraz amerykańskiego Departamentu Energii. Reaktor eksperymentalny ma stanąć w nowym laboratorium testowym o nazwie LOTUS, które powstaje właśnie w Idaho. Pierwsze testy zaplanowano na 2030 rok. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, będzie to pierwszy na świecie działający reaktor szybki zasilany stopionymi solami chlorkowymi.
Perspektywa czystej żeglugi
Obok produkcji energii elektrycznej, najbardziej intrygującym zastosowaniem tej technologii wydaje się przemysł morski. Reaktory na stopionych solach chlorkowych oferują coś, o czym armatorzy mogą tylko marzyć: kompaktowe, wysoce wydajne źródło energii, które wymaga minimalnej konserwacji i może działać przez wiele lat bez konieczności uzupełniania paliwa.
Mikal Boe z Southern Company zwraca uwagę na szerszy, strategiczny wymiar tych prac. Znaczące inwestycje sektora prywatnego, w tym ze strony firm z branży morskiej, połączone z konkretnym wsparciem rządowym, wyraźnie przyspieszają realizację projektu. W jego ocenie technologia może w przyszłości pomóc w zrewitalizowaniu amerykańskiej floty handlowej i umożliwić jej skuteczną konkurencję z dominującymi na rynku chińskimi armatorami.
Polityczne wsparcie przyspiesza prace
Całe przedsięwzięcie MCRE doskonale wpisuje się w szerszą strategię rozwoju energetyki jądrowej, jaką od kilku lat realizują Stany Zjednoczone. W 2025 roku prezydent Donald Trump wydał rozporządzenie wykonawcze mające na celu przyspieszenie rozwoju krajowej bazy przemysłowej w tym sektorze. Kilka miesięcy później wdrożono dodatkowe regulacje, które mają ułatwić i przyspieszyć proces komercjalizacji zaawansowanych technologii atomowych.
Jess Gehin, dyrektor Idaho National Laboratory, podkreśla bezpośredni wpływ tych zmian politycznych na tempo prowadzonych badań. Nowe przepisy pozwoliły przyspieszyć prace nad technologią stopionych soli i wzmocniły pozycję laboratorium jako światowego lidera w tej niszowej, ale niezwykle obiecującej dziedzinie. James King, zastępca sekretarza ds. energii jądrowej w Departamencie Energii, widzi w tym dowód na to, że Stany Zjednoczone mają potencjał, by przewodzić w rozwoju innowacji jądrowych nowej generacji.
Co dalej z tą obiecującą technologią?
Naukowcy przyznają, że reaktory na stopionym chlorku przyciągają ich uwagę ze względu na unikalne połączenie wysokiej wydajności paliwowej, wrodzonych cech bezpieczeństwa oraz potencjału do długoterminowej, stabilnej eksploatacji. Jacob Yingling z zespołu badawczego w Idaho nazywa tę technologię jedną z najbardziej obiecujących ścieżek rozwoju współczesnej energetyki atomowej.
Wytworzenie pierwszej partii paliwa to jednak dopiero początek bardzo długiej drogi. Przed zespołem stoi teraz zadanie przygotowania kolejnych zestawów, a w dalszej perspektywie – przeprowadzenia rygorystycznych testów w działającym reaktorze. Jeśli eksperyment MCRE zakończy się sukcesem, technologia reaktorów na stopionych solach ma szansę wyjść z zacisza laboratoriów. Będzie to test nie tylko dla samej technologii, ale także dla zdolności całego przemysłu do skomercjalizowania rozwiązań, które przez dziesiątki lat pozostawały jedynie ambitną koncepcją na papierze. Obiecująca sól czeka teraz na swoją próbę ognia, a właściwie – bardzo gorącej cieczy.