پیشرفت استارتاپ آمریکایی در زمینه توریوم در آزمایشگاه ملی آیداهو وزارت انرژی

یک شرکت نوپای آمریکایی به نام Clean Core Thorium Energy (CCTE) که در زمینه توسعه سوخت هسته‌ای مبتنی بر توریوم فعالیت می‌کند، از یک نقطه عطف در سوخت ثبت اختراع شده خود به نام ANEEL (انرژی هسته‌ای پیشرفته برای زندگی غنی) خبر داد. این شرکت اعلام کرد که سوخت ANEEL در رآکتور پیشرفته آزمایشگاهی (ATR) در آزمایشگاه ملی آیداهو (INL) وزارت انرژی ایالات متحده، به سطح سوختگی بیش از 45 گیگاوات روز در هر تن متریک رسیده است.

به گفته CCTE، این سطح از توانایی‌های سوخت‌های هسته‌ای معمولی مورد استفاده در رآکتورهای آب سنگین تحت فشار (PHWR) و رآکتورهای CANDU فراتر می‌رود. رآکتور CANDU یک طرح رآکتور آب سنگین تحت فشار کانادایی است که برای تولید برق استفاده می‌شود.

جذب سرمایه و ویژگی‌های سوخت ANEEL

در فوریه سال جاری، این شرکت خصوصی موفق به جذب 15.5 میلیون دلار سرمایه در دور سرمایه‌گذاری سری Seed شد تا سوخت ANEEL را توسعه دهد. سوخت ANEEL یک ترکیب ثبت شده از توریوم و اورانیوم با غنای کم (HALEU) است که به گونه‌ای طراحی شده است که به راحتی در رآکتورهای موجود قابل استفاده باشد.

این شرکت می‌گوید که این سوخت به طور منحصربه‌فردی توریوم را با HALEU ترکیب می‌کند تا یک جایگزین ایمن‌تر، کارآمدتر و مقاوم‌تر در برابر تکثیر سلاح‌های هسته‌ای برای ناوگان رآکتورهای PHWR و CANDU موجود و آینده در سراسر جهان ارائه دهد.

مزایای توریوم

توریوم، فلزی نقره‌ای-سفید و با رادیواکتیویته ضعیف، به عنوان جایگزینی ایمن‌تر و ارزان‌تر برای اورانیوم در رآکتورهای هسته‌ای شناخته می‌شود. به گفته آژانس بین‌المللی انرژی اتمی (IAEA)، توریوم سه برابر بیشتر از اورانیوم در طبیعت یافت می‌شود، اما به دلیل موانع اقتصادی و فنی قابل توجه، از نظر تاریخی استفاده کمی در تولید برق داشته است.

مقایسه با اورانیوم

گزارش‌ها نشان داده‌اند که توریوم در مقایسه با اورانیوم می‌تواند مقدار بسیار بیشتری انرژی از طریق شکافت هسته‌ای تولید کند.

بیش از یک سال آزمایش

در ماه مه 2024، دوازده میله سوخت ANEEL برای دستیابی به سه هدف سطح سوختگی، در ATR بارگذاری شدند. این شرکت اعلام کرد که اولین تابش موفقیت‌آمیز چهار میله سوخت از 20 GWd/MTU در سال گذشته فراتر رفت و مجموعه دوم چهار میله سوخت از 45 GWd/MTU فراتر رفته است—شش تا هفت برابر میانگین سوختگی تخلیه برای رآکتورهای PHWR/CANDU که برای استفاده از سوخت اورانیوم طبیعی طراحی شده‌اند.

میله‌های سوخت تازه تابش شده در حال حاضر در استخر آب ATR خنک می‌شوند و به زودی برای بررسی دقیق پس از تابش به مجموعه مواد و سوخت‌های INL منتقل می‌شوند. CCTE اعلام کرد که چهار میله سوخت نهایی برای تابش مداوم در ATR باقی خواهند ماند و انتظار می‌رود سطح سوختگی آنها از 60 GWd/MTU فراتر رود.

اظهارات مدیرعامل CCTE

مهول شاه، مدیرعامل CCTE Thorium Energy در یک بیانیه خبری گفت: “این دومین نقطه عطف سوختگی، لحظه‌ای متحول کننده برای CCTE و برای آینده انرژی هسته‌ای است.”

شاه گفت: “سوخت ANEEL نه تنها عملکرد فنی برتری را نشان می‌دهد، بلکه ثابت می‌کند که راه‌حل‌های مبتنی بر توریوم می‌توانند به طور معناداری چالش‌های جهانی امنیت انرژی، زباله‌های هسته‌ای و تکثیر سلاح‌های هسته‌ای را برطرف کنند. مشارکت ما با INL به باز کردن عصر جدیدی برای سوخت‌های هسته‌ای پیشرفته کمک می‌کند.”

تاثیرات بالقوه

این شرکت اعلام کرد که این نتایج منعکس کننده پتانسیل سوخت ANEEL برای تعریف مجدد عملکرد و استانداردهای پایداری در صنعت هسته‌ای است.

دکتر مایکل ورال، مسئول فنی تابش CCTE ATR در INL، افزود: “عملکرد ANEEL در ATR نشانگر قوی وعده سوخت‌های مبتنی بر توریوم در حمایت از اهداف انرژی آینده و متنوع‌سازی چشم‌انداز سوخت هسته‌ای است.”

نتیجه‌گیری

توسعه سوخت توریومی ANEEL توسط شرکت CCTE، پیشرفتی چشمگیر در عرصه انرژی هسته‌ای محسوب می‌شود. دستیابی به سطح سوختگی بالای 45 گیگاوات روز در هر تن متریک در آزمایشگاه ملی آیداهو، نشان از پتانسیل بالای این سوخت در مقایسه با سوخت‌های اورانیومی رایج دارد. این دستاورد می‌تواند منجر به تولید انرژی هسته‌ای ایمن‌تر، کارآمدتر و پایدارتر شود و گامی مهم در جهت رفع چالش‌های جهانی مرتبط با انرژی باشد. با ادامه آزمایش‌ها و تحقیقات، سوخت ANEEL می‌تواند نقش کلیدی در آینده صنعت هسته‌ای ایفا کند.

نویسنده: Amanda Stutt
منبع مقاله: US startup makes thorium breakthrough at Department of Energy’s Idaho National Lab