Lò phản ứng mô-đun nhỏ (SMR): Một đổi mới quan trọng cho các giải pháp năng lượng sạch
Lò phản ứng mô-đun nhỏ (SMR), có khả năng tạo ra tới 300 megawatt điện, đang nổi lên như một công nghệ quan trọng trong việc theo đuổi năng lượng sạch và bền vững. SMR cung cấp tính mô-đun và linh hoạt, giúp chúng có thể thích ứng với nhiều ứng dụng khác nhau, không giống như các lò phản ứng hạt nhân quy mô lớn truyền thống. Bộ Năng lượng Hoa Kỳ đã đầu tư đáng kể vào phát triển SMR, nhằm giảm lượng khí thải carbon và củng cố vị trí dẫn đầu của Hoa Kỳ trong ngành công nghiệp hạt nhân.
Các thiết kế và phê duyệt SMR chính
NuScale Power Corporation, có trụ sở tại Oregon, đã đạt được một cột mốc quan trọng vào năm 2022 với việc Ủy ban Điều tiết Hạt nhân Hoa Kỳ (NRC) phê duyệt thiết kế SMR của họ. US600 SMR của NuScale ưu tiên thiết kế mô-đun và cơ chế an toàn thụ động, bao gồm hệ thống pha loãng boron dẫn động bằng trọng lực để bảo vệ an toàn khẩn cấp đáng tin cậy. Holtec International cũng đã nhận được sự chấp thuận của NRC cho thiết kế SMR-300 của mình, kết hợp lò phản ứng nước áp lực tích hợp (iPWR) với các hệ thống an toàn dẫn động bằng trọng lực.
General Atomics, có trụ sở tại California, cung cấp một phương pháp tiếp cận độc đáo với thiết kế Mô-đun nhân năng lượng (EM2). EM2 sử dụng hệ thống làm mát bằng khí heli, tránh các giới hạn nhiệt của nước, không giống như các lò phản ứng nước áp lực (PWR) truyền thống. Thiết kế này cũng có nhiên liệu uranium carbide tráng gốm, hoạt động ở nhiệt độ cao khoảng 850°C để đốt chất thải và phát điện hiệu quả.
Những tiến bộ trong nghiên cứu nhiên liệu SMR
Nghiên cứu gần đây tập trung vào việc tăng cường các nguồn nhiên liệu SMR. Đại học Bangor ở Vương quốc Anh đã khám phá việc sử dụng Uranium làm giàu thấp có độ giàu cao (HALEU) 7% trên các chân hấp thụ thử nghiệm, chứng minh khả năng tăng cường nhiên liệu và độ dài chu kỳ trong mô phỏng. Viện Công nghệ Bandung ở Indonesia đã nghiên cứu các tế bào năng lượng dựa trên thorium, làm nổi bật khả năng tiếp cận và tiềm năng của thorium. Tuy nhiên, vẫn còn những thách thức trong việc tối ưu hóa hiệu suất và an toàn của nhiên liệu thorium.
Hội nhập và triển vọng tương lai
SMR có thể được tích hợp vào lưới năng lượng tái tạo để giải quyết sự thay đổi của tài nguyên gió và mặt trời. Một nghiên cứu năm 2023 của Bộ Năng lượng ở Ý đã mô phỏng iPWR SMR trong các hệ thống năng lượng hỗn hợp, chứng minh tiềm năng của chúng trong việc cân bằng sản lượng năng lượng và đáp ứng kỳ vọng sản xuất. Bất chấp những thách thức như chi phí ban đầu cao và các rào cản pháp lý, SMR đại diện cho một bước tiến đầy hứa hẹn hướng tới một tương lai năng lượng sạch hơn, bền vững hơn.