Gravity Nuclear Reactor: Η τεχνολογία της Deep Fission μεταφέρει την πυρηνική ενέργεια σε βάθος 1.600 μέτρων

Σύνοψη

• Η αμερικανική startup Deep Fission παρέδωσε τον πρωτότυπο κάδο του αντιδραστήρα της στο Parsons του Κάνσας, ολοκληρώνοντας ένα κομβικό ορόσημο δοκιμών.
• Το σύστημα Gravity Nuclear Reactor τοποθετεί μικρούς αρθρωτούς αντιδραστήρες (SMR) σε γεωτρήσεις βάθους 1,6 χιλιομέτρων, καταργώντας τους δαπανηρούς επιφανειακούς θόλους περιορισμού.
• Εκμεταλλεύεται τη φυσική υδροστατική πίεση για τη λειτουργία και την ψύξη του πυρήνα, λειτουργώντας με θερμοδυναμικές αρχές παρόμοιες με τη γεωθερμία.
• Η τρέχουσα φάση του προγράμματος (Proof-of-Concept) αφορά αποκλειστικά τα μηχανικά μέρη, χωρίς χρήση πυρηνικού καυσίμου, με την υποστήριξη του Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ.
• Η εταιρεία γιόρτασε την πρόοδο της με την τελετή λήξης συνεδρίασης του Nasdaq, όπου διαπραγματεύεται με το σύμβολο FISN.

Ο Gravity Nuclear Reactor της Deep Fission είναι ένας μικρός αρθρωτός αντιδραστήρας (SMR) πεπιεσμένου ύδατος που εγκαθίσταται σε κάθετη γεώτρηση βάθους 1,6 χιλιομέτρων. Αξιοποιεί την υδροστατική πίεση της υπερκείμενης στήλης νερού για τη διατήρηση της πίεσης λειτουργίας και την ψύξη, μειώνοντας δραματικά την ανάγκη για πολύπλοκα επιφανειακά συστήματα ασφαλείας.

Το πρόγραμμα Proof-of-Concept Well στο Κάνσας αφορά τη δοκιμή εγκατάστασης πλήρους κλίμακας του κάδου αντιδραστήρα χωρίς τη χρήση πυρηνικού υλικού. Στόχος είναι η αυστηρή επικύρωση των μηχανικών διαδικασιών, της διαχείρισης υποδομών διάνοιξης μεγάλου βάθους και του πρωτοκόλλου καθέλκυσης του εξοπλισμού.

Η ολοκλήρωση της κατασκευής, οι επιτυχείς υδροστατικές δοκιμές και η τελική παράδοση του πρωτότυπου στο Parsons σηματοδοτούν τη μετάβαση της Deep Fission από τα σχεδιαστικά πρότυπα στην εφαρμοσμένη μηχανική. Τα επόμενα βήματα περιλαμβάνουν την πλήρη συναρμολόγηση και καθέλκυση των υποσυστημάτων στον κύριο αγωγό της γεώτρησης, προκειμένου να καταγραφούν οι μηχανικές ανοχές υπό πραγματικές συνθήκες.

Οι συμβατικοί πυρηνικοί σταθμοί απαιτούν ογκώδεις θόλους από οπλισμένο σκυρόδεμα και πολλαπλά ενεργά συστήματα ψύξης. Η μηχανική της Deep Fission βασίζεται στην απόλυτη παθητική ασφάλεια, καθώς το ακραίο βάθος εξασφαλίζει με φυσικό τρόπο την απαραίτητη πίεση των περίπου 160 ατμοσφαιρών που χρειάζεται ο αντιδραστήρας πεπιεσμένου ύδατος για να μην εξατμιστεί το ψυκτικό μέσο.

Αντί να βασίζεται σε τεράστιους μηχανικούς συμπιεστές στην επιφάνεια, το σύστημα εκμεταλλεύεται το βάρος της στήλης νερού σε βάθος 1600 μέτρων, ενώ παράλληλα, το περιβάλλον πέτρωμα λειτουργεί ως μόνιμο, φυσικό ψυκτικό μέσο. Σε επίπεδο λειτουργίας, το σύστημα θυμίζει έντονα τις γεωθερμικές εγκαταστάσεις, καθώς η θερμική ενέργεια μεταφέρεται μέσω ενός κλειστού κυκλώματος από τον πυρήνα του αντιδραστήρα σε έναν εναλλάκτη θερμότητας. Από εκεί, το δευτερεύον κύκλωμα ανεβάζει ατμό στην επιφάνεια για την περιστροφή του στροβίλου (τουρμπίνα) και την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. 

Το συγκεκριμένο μοντέλο εξαλείφει την ανάγκη συντήρησης ευαίσθητων εξαρτημάτων σε περιβάλλοντα υψηλής ραδιενέργειας στην επιφάνεια, ενισχύοντας ταυτόχρονα τη φυσική προστασία απέναντι σε απειλές. 

Παρόλα αυτά, προκύπτουν σημαντικές πρακτικές προκλήσεις. Η συντήρηση ενός μηχανικού συστήματος 1.600 μέτρα κάτω από την επιφάνεια, ειδικά εάν απαιτηθεί αντικατάσταση πρωτεύοντος εναλλάκτη ή ράβδων ελέγχου, μεταφράζεται σε μια εξαιρετικά πολύπλοκη εφοδιαστική διαχείριση. Επιπλέον, το κόστος των γεωτρήσεων σε αυτό το βάθος προσεγγίζει αυτό των εξέδρων άντλησης πετρελαίου.

Όπως και να ‘χει, η τεχνολογία των υπόγειων SMR προσφέρει θεωρητική ασφάλεια και σχεδόν αόρατο φυσικό αποτύπωμα, γι’ αυτό και γίνονται τεράστιες προσπάθειες προκειμένου να προχωρήσει η εμπορική αξιοποίηση τους, ειδικά σε μια περίοδο όπου οι ενεργειακές ανάγκες έχουν εκτοξευθεί λόγω των data centers για την Τεχνητή Νοημοσύνη.

Το project εντάσσεται επίσημα στο Reactor Pilot Program του Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ, το οποίο εστιάζει στην επιτάχυνση της εμπορικής αξιοποίησης νέων πυρηνικών τεχνολογιών για την τροφοδοσία βιομηχανιών και μεγάλων data centers.