Vor etwas mehr als einem Jahr erließ die Trump-Administration eine Exekutivanordnung, um die Entwicklung der Kernenergie in den USA zu beschleunigen, denn nichts sagt 'sichere Energiezukunft' wie ein Last-Minute-Regierungsmandat. Während sich ein Startup-Ökosystem um kleinere Reaktordesigns entwickelt hat, ist nur eines vollständig lizenziert, und niemand plant tatsächlich, es zu bauen – denn das wäre zu einfach.
Die Exekutivanordnung wies das Energieministerium an, drei verschiedene Reaktordesigns in etwas mehr als einem Jahr zur Kritikalität zu bringen. Am Donnerstag gab das Startup Antares bekannt, dass sein Testreaktor im Idaho National Laboratory Kritikalität erreicht hat, was ihn zum ersten neuen Design macht, das diese Schwelle überschreitet. Kritikalität bedeutet, dass die Kernreaktionen selbsterhaltend wurden – nicht, dass der Reaktor Strom erzeugt, was nützlich wäre, aber kleine Schritte.
Antares gehört zu den Unternehmen, die ihr Design auf ein neues Brennstoffsystem namens TRISO stützen, das Komplexität und Sicherheit vom Reaktor auf den Brennstoff selbst verlagert. Der Brennstoff besteht aus winzigen Pellets mit einem Uranoxidkern, umgeben von Kohlenstoffschichten, die Neutronen und leichtere Kerne moderieren, alles eingeschlossen in einer harten Keramikhülle, die den höchsten Temperaturen standhalten soll, die das Uran erzeugen kann. Im Grunde ist es ein nuklearer Burrito, der sich weigert zu explodieren.
Solange die TRISO-Pellets eingeschlossen bleiben, gibt es kein Schmelzrisiko oder Freisetzung gefährlicher Isotope. Allerdings werden immer noch Neutronen entweichen und möglicherweise umgebendes Material in instabile Isotope umwandeln – denn die Physik lässt immer eine Hintertür. Das Antares-Design umhüllt den TRISO mit einer Graphithülle, um die meisten Neutronen abzubremsen.
Um nicht-radioaktive Risiken zu mindern, verwendet Antares Natrium, um Wärme vom Reaktor zu einem Wärmetauscher zu übertragen, der dann Druckstickstoff erhitzt, um eine Turbine in einem geschlossenen Brayton-Kreislauf anzutreiben. Es ist wie eine ausgefallene Dampfmaschine, aber mit mehr geschmolzenem Metall.
Derzeit testet Antares einen Mark-0-Reaktor, der nicht an die Stromerzeugung angeschlossen ist. Stattdessen validiert er die physikalische Modellierung des Unternehmens und erzeugt Sicherheitsdaten für Zulassungsanträge. Das vollständige System, einschließlich der Stromerzeugung, wird für nächstes Jahr erwartet – vorausgesetzt, das Universum spielt mit.
Während die Arbeiten in einem Labor des Energieministeriums stattfanden, arbeitet Antares mit dem Programm Project Pele des Verteidigungsministeriums für einen mobilen Kernreaktor zusammen und hat Unterstützung von der NASA erhalten. Denn wenn man schon einen tragbaren Kernreaktor baut, kann man auch gleich nach den Sternen greifen.