به گزارش تجارت نیوز، رقابت جهانی برای توسعه فناوریهای نوین هستهای با سرعت زیادی ادامه دارد و بسیاری از شرکتها و مراکز تحقیقاتی تلاش میکنند راکتورهایی طراحی کنند که علاوه بر افزایش ایمنی، هزینه ساخت و بهرهبرداری کمتری داشته باشند. در همین راستا، یک شرکت آمریکایی با همکاری یکی از تولیدکنندگان پیشرو ژنراتورهای نوترونی، پروژهای را آغاز کرده که میتواند آینده نیروگاههای هستهای کوچک و ماژولار را متحول کند.
شرکت AMPERA مستقر در آمریکا اعلام کرده است که با دستیابی به حق استفاده انحصاری از سامانههای پیشرفته تولید نوترون شرکت Adelphi Technology، توسعه راکتورهای میکرونوکلئر زیربحرانی خود را وارد مرحله جدیدی کرده است. این همکاری نه تنها یک توافق تجاری، بلکه گامی مهم در مسیر تجاریسازی نسل تازهای از راکتورهای هستهای محسوب میشود که با فناوریهای نوین از جمله چاپ سهبعدی، سوختهای جایگزین و هوش مصنوعی طراحی شدهاند.
ژنراتور نوترونی چه نقشی در راکتورهای زیربحرانی دارد؟
در نیروگاههای هستهای متداول، واکنش شکافت پس از آغاز، به صورت زنجیرهای و خودپایدار ادامه پیدا میکند. اما فناوری جدید AMPERA بر پایه راکتورهای زیربحرانی (Subcritical Reactor) توسعه یافته است؛ راکتورهایی که بدون دریافت نوترون از یک منبع خارجی قادر به ادامه واکنش شکافت نیستند.
در این فناوری، ژنراتور نوترونی بهعنوان منبع دائمی نوترون عمل میکند و واکنش هستهای را کنترل میکند. به محض خاموش شدن این منبع، فرآیند شکافت نیز بلافاصله متوقف میشود. به همین دلیل، بسیاری از کارشناسان این روش را یکی از ایمنترین معماریهای پیشنهادی برای نیروگاههای هستهای آینده میدانند؛ زیرا برخلاف راکتورهای متداول، امکان توقف سریع واکنش هستهای تنها با قطع منبع نوترون فراهم میشود.
سرمایهگذاری مشترک برای توسعه فناوری هستهای
برای دسترسی بلندمدت به این فناوری، AMPERA سرمایهگذاری راهبردی در شرکت Adelphi Technology انجام داده است؛ شرکتی که بیش از ۴۲ سال سابقه طراحی و تولید منابع نوترونی، تجهیزات پرتودهی و سامانههای تحقیقاتی را در کارنامه خود دارد و محصولات آن در مراکز پژوهشی، صنایع پیشرفته و پروژههای دولتی مورد استفاده قرار گرفته است.
بر اساس اعلام دو شرکت، همکاری مهندسان آنها از اواخر سال ۲۰۲۵ آغاز شده و طی این مدت امکان استفاده از ژنراتورهای نوترونی در مقیاس صنعتی برای راکتورهای آینده مورد بررسی قرار گرفته است. اکنون این همکاری وارد مرحله رسمی شده و هدف آن افزایش توان تولید نوترون از مقیاس آزمایشگاهی به سطح مورد نیاز برای نیروگاههای تجاری است.
هسته چاپ سهبعدی؛ نوآوری بزرگ در طراحی راکتور
این توافق تنها چند روز پس از معرفی نخستین هسته هستهای چاپ سهبعدی در مقیاس واقعی توسط AMPERA انجام شده است.
این هسته کروی با ساختار ژیروئیدی از کاربید سیلیکون (SiC) ساخته شده و با فناوری تولید افزایشی یا همان چاپ سهبعدی تولید شده است. مهندسان این شرکت اعلام کردهاند که طراحی جدید به گونهای انجام شده که بتواند حدود ۳۰ سال بدون نیاز به سوختگیری مجدد فعالیت کند.
استفاده از چاپ سهبعدی علاوه بر کاهش هزینه تولید، امکان ساخت قطعات پیچیده با دقت بالا را فراهم میکند و میتواند زمان ساخت راکتورهای هستهای را نیز به شکل محسوسی کاهش دهد.
راکتورهای کوچک برای مراکز داده، صنایع و کشتیها
یکی از ویژگیهای مهم پروژه AMPERA، تمرکز بر تولید راکتورهای بسیار کوچک و فشرده است. این شرکت قصد دارد این واحدهای هستهای را برای تأمین برق مراکز داده، کارخانههای صنعتی، پایگاههای نظامی، معادن، مناطق دورافتاده و حتی کشتیهای حملونقل دریایی به کار گیرد.
همزمان با رشد سریع هوش مصنوعی، مراکز داده بزرگ به برق پایدار و شبانهروزی نیاز دارند و بسیاری از کارشناسان معتقدند راکتورهای کوچک هستهای میتوانند یکی از گزینههای اصلی تأمین انرژی این مراکز در دهه آینده باشند.
ترکیب توریم، هوش مصنوعی و چاپ سهبعدی
مدیران AMPERA اعلام کردهاند هدف آنها تنها ساخت یک راکتور هستهای نیست، بلکه ایجاد یک پلتفرم جامع انرژی است.
در این پروژه، فناوریهای مختلفی در کنار یکدیگر قرار گرفتهاند؛ از جمله استفاده از سوختهای جایگزین مانند توریم، تولید افزایشی یا چاپ سهبعدی، سامانههای نوترونی پیشرفته و الگوریتمهای مبتنی بر هوش مصنوعی برای کنترل و مدیریت عملکرد نیروگاه.
این شرکت همچنین به تازگی یک شعبه در استرالیا راهاندازی کرده است تا زنجیره تأمین پایدار سوخت توریم را توسعه دهد و زیرساختهای لازم برای تولید سوخت هستهای نسل آینده را فراهم کند.
چرا راکتورهای زیربحرانی اهمیت دارند؟
در سالهای اخیر بسیاری از کشورها سرمایهگذاری گستردهای روی راکتورهای کوچک مدولار (SMR) و راکتورهای زیربحرانی انجام دادهاند. دلیل این موضوع افزایش ایمنی، کاهش هزینه ساخت، کوچکتر شدن ابعاد نیروگاهها و امکان استقرار آنها در نزدیکی مراکز مصرف است.
برخلاف نیروگاههای هستهای سنتی که ساخت آنها میلیاردها دلار هزینه دارد و گاهی بیش از یک دهه زمان میبرد، راکتورهای کوچک میتوانند با هزینه کمتر، زمان ساخت کوتاهتر و انعطافپذیری بالاتر وارد مدار شوند.
به اعتقاد کارشناسان، ترکیب ژنراتورهای نوترونی با راکتورهای زیربحرانی میتواند احتمال وقوع برخی از حوادث ناشی از واکنشهای کنترلنشده را نیز کاهش دهد و سطح ایمنی این فناوری را نسبت به نسلهای قدیمی افزایش دهد.
رقابت جهانی برای آینده انرژی هستهای
بازار جهانی انرژی هستهای در سالهای اخیر وارد مرحله تازهای شده است. افزایش مصرف برق ناشی از توسعه هوش مصنوعی، خودروهای برقی، صنایع پیشرفته و مراکز داده موجب شده بسیاری از کشورها دوباره به انرژی هستهای به عنوان یک منبع برق پایدار و کمکربن توجه کنند.
در همین راستا، شرکتهای آمریکایی، اروپایی و آسیایی میلیاردها دلار برای توسعه راکتورهای کوچک، سوختهای نوین، فناوریهای چاپ سهبعدی و سامانههای هوشمند مدیریت نیروگاه سرمایهگذاری کردهاند. همکاری جدید AMPERA و Adelphi Technology نیز بخشی از همین رقابت جهانی برای ساخت نسل آینده نیروگاههای هستهای محسوب میشود.
همکاری شرکت آمریکایی AMPERA با Adelphi Technology نشان میدهد صنعت انرژی هستهای با سرعت به سمت فناوریهای ایمنتر، کوچکتر و هوشمندتر حرکت میکند. استفاده از ژنراتورهای نوترونی پیشرفته، راکتورهای زیربحرانی، چاپ سهبعدی، سوخت توریم و هوش مصنوعی میتواند نسل تازهای از نیروگاههای هستهای را شکل دهد که علاوه بر افزایش ایمنی، هزینه ساخت و بهرهبرداری کمتری نیز داشته باشند.
اگر این فناوری بتواند از مرحله آزمایشگاهی به تولید انبوه برسد، راکتورهای کوچک هستهای میتوانند در دهه آینده نقش مهمی در تأمین برق مراکز داده، صنایع، زیرساختهای حیاتی و شبکههای انرژی ایفا کنند. بسیاری از کارشناسان معتقدند چنین نوآوریهایی میتواند آینده انرژی پاک و کمکربن جهان را بیش از گذشته به انرژی هستهای گره بزند.
