Iets meer dan een jaar geleden vaardigde de Trump-administratie een uitvoeringsbevel uit om de ontwikkeling van kernenergie in de VS te versnellen, want niets zegt 'veilige energietoekomst' als een last-minute overheidsmandaat. Hoewel er een startup-ecosysteem is ontstaan rond kleinere reactorontwerpen, is er slechts één volledig gelicentieerd, en niemand is eigenlijk van plan het te bouwen - want dat zou te eenvoudig zijn.
Het uitvoeringsbevel droeg het Ministerie van Energie op om drie verschillende reactorontwerpen binnen iets meer dan een jaar kriticiteit te laten bereiken. Op donderdag kondigde startup Antares aan dat zijn testreactor in het Idaho National Laboratory kriticiteit had bereikt, waarmee het het eerste nieuwe ontwerp is dat deze drempel overschrijdt. Kriticiteit betekent dat de kernreacties zichzelf in stand houden - niet dat de reactor stroom begon te produceren, wat nuttig zou zijn, maar baby-stapjes.
Antares is een van de bedrijven die zijn ontwerp baseert op een nieuw brandstofsysteem genaamd TRISO, dat complexiteit en veiligheid verschuift van de reactor naar de brandstof zelf. De brandstof bestaat uit kleine korrels met een uraniumoxidekern, omgeven door koolstoflagen die neutronen en lichtere kernen modereren, allemaal ingekapseld in een harde keramische schaal die bestand is tegen de hoogste temperaturen die uranium kan produceren. Kortom, het is een nucleaire burrito die weigert te exploderen.
Zolang de TRISO-korrels ingesloten blijven, is er geen smeltrisico of vrijkomen van gevaarlijke isotopen. Neutronen zullen echter nog steeds ontsnappen en kunnen omringend materiaal omzetten in onstabiele isotopen - want de natuurkunde laat altijd een achterdeurtje open. Het Antares-ontwerp wikkelt de TRISO in een grafietomhulling om de meeste neutronen af te remmen.
Om niet-radioactieve risico's te beperken, gebruikt Antares natrium om warmte van de reactor naar een warmtewisselaar over te brengen, die vervolgens onder druk stikstof verhit om een turbine aan te drijven in een gesloten Brayton-cyclus. Het is als een chique stoommachine, maar dan met meer gesmolten metaal.
Momenteel test Antares een Mark 0-reactor die niet is aangesloten op stroomopwekking. In plaats daarvan valideert het de fysieke modellering van het bedrijf en genereert het veiligheidsgegevens voor licentieaanvragen. Het volledige systeem, inclusief elektriciteitsopwekking, wordt volgend jaar verwacht - ervan uitgaande dat het universum meewerkt.
Hoewel het werk plaatsvond in een laboratorium van het Ministerie van Energie, werkt Antares samen met het Ministerie van Defensie's Project Pele-programma voor een mobiele kernreactor en heeft het steun van NASA gekregen. Want als je toch een draagbare kernreactor gaat bouwen, kun je net zo goed mikken op de sterren.