وزارة الطاقة الأمريكية توافق على تسريع المرحلة النهائية لأول مفاعل كلوريد مذاب سريع الطيف في العالم
وافقت وزارة الطاقة الأمريكية (DOE) على تمويل مشترك التكلفة لتسريع المرحلة النهائية من تجربة مفاعل الكلوريد المذاب (Molten Chloride Reactor Experiment، أو MCRE)، وهو مشروع تقوده شركة Southern Company بالشراكة مع مختبر إيداهو الوطني (INL) وشركة Core Power المتخصصة في الطاقة النووية البحرية، وفق ما ذكرت وورلد نيوكلير نيوز. ويستهدف المشروع الوصول إلى الحرجية الأولى في عام 2027، في ما يصفه القائمون عليه بأنه أول مفاعل كلوريد مذاب سريع الطيف في العالم، وهو وحدة بحثية بقدرة شبه معدومة صُممت لتوليد بيانات للتصاميم التجارية المستقبلية، لا لتوليد الكهرباء بنفسها.
ويقع مشروع MCRE ضمن برنامج وزارة الطاقة لإظهار المفاعلات المتقدمة (Advanced Reactor Demonstration Program)، ويعود أصله إلى اتفاق تعاون وقّعته Southern Company مع الوزارة في نوفمبر 2021، شاركت فيه أيضاً شركة TerraPower ومعهد EPRI وشركة Orano Federal Services وشركة 3M، إلى جانب INL وCore Power. وصُمم المفاعل التجريبي بقدرة أقل من ميغاواط واحد، ويستخدم ملح كلوريد اليورانيوم المذاب كوقود ومُبرّد في الوقت نفسه، بهدف توليد بيانات السلامة والأداء التي ستُستخدم لدعم وحدة إظهار تجارية مستقبلية أكبر لمفاعل الكلوريد السريع التابع لشركة TerraPower.
عنق الزجاجة في ملح الوقود
للوصول إلى الحرجية، يتعين على مختبر إيداهو الوطني إنتاج ما بين 72 و75 دفعة من ملح الوقود، وهو هدف يصفه مكتب الطاقة النووية التابع للوزارة بأنه أكبر تحدٍ في إنتاج الوقود يواجهه المختبر منذ ثلاثين عاماً. وقد بدأ العمل على هذا الملح في عام 2020، وجاءت الدفعات الأولى أقل من هدف نسبة تحويل اليورانيوم إلى كلوريد اليورانيوم البالغ 90%، وأقل من هدف 18 كيلوغراماً للدفعة الواحدة. وأدى تغيير في العملية أُدخل عام 2024 إلى رفع كفاءة التحويل إلى 95% وأتاح إنتاج دفعات كاملة الحجم؛ ويقول المختبر إنه يستطيع الآن إنتاج دفعة كاملة في يوم واحد فقط، وهي السرعة التي يرتكز عليها الجدول الزمني المُسرَّع الجديد.
وقال جيس جيهين، نائب مدير المختبر لشؤون العلوم والتكنولوجيا النووية في INL، إن التجربة “ستكون أول مفاعل كلوريد مذاب سريع الطيف في العالم يصل إلى الحرجية”. ووصف مارك بيري من Southern Company التمويل بأنه مثال على كيفية دفع الشراكة بين القطاعين العام والخاص لتكنولوجيا من مرحلة الفكرة إلى مرحلة الإظهار الفعلي، في حين يربط ميكال بو من Core Power منصة الكلوريد المذاب الأوسع بهدف تجاري مستقل: تكييف التكنولوجيا لأنظمة الدفع النووي البحري في السفن التجارية الكبيرة، وهو سوق يختلف عن اهتمام Southern القائم على المرافق البرية، لكنه يعتمد إلى حد كبير على نفس كيمياء ملح الوقود الأساسية.
لماذا الكلوريد لا الفلوريد
معظم تصاميم مفاعلات الملح المذاب التي لفتت الانتباه العام خلال العقد الماضي، بما فيها تصاميم شركة Kairos Power وخط Natrium الخاص بشركة TerraPower نفسها المُبرَّد بالصوديوم، تستخدم كيمياء ملح أو مبردات مختلفة. ومفاعلات الكلوريد السريعة تمثل مجالاً أضيق: فالطيف النيوتروني السريع يتيح للمفاعل استخدام الوقود بكفاءة أكبر، ومن حيث المبدأ استهلاك بعض العناصر الانشطارية طويلة العمر، لكن أملاح الكلوريد أكثر تسبباً في التآكل وأقل توثيقاً في بيئات المفاعلات مقارنة بأملاح الفلوريد التي استُخدمت في تجارب مفاعلات الملح المذاب في مختبر أوك ريدج الوطني في ستينيات القرن الماضي. والتحدي في إنتاج الوقود الذي تسبب في تأخير MCRE لسنوات، هو في ذاته دليل على حجم العمل الكيميائي والصناعي المطلوب لتشغيل تصميم يعمل بوقود الكلوريد، حتى بسعة أقل من ميغاواط.
جزء من دفعة أمريكية أوسع للمفاعلات المتقدمة
يُعد MCRE واحداً من عدة مشاريع تدعمها وزارة الطاقة الأمريكية لإدخال تصاميم مفاعلات غير مائية خفيفة إلى التشغيل الفعلي خلال هذا العقد. فقد منحت الهيئة الأمريكية للتنظيم النووي (NRC) من قبل رخصة بناء لمفاعل معياري صغير من طراز BWRX-300 في موقع كلينتش ريفر التابع لهيئة وادي تينيسي، وعرضت وزارة الطاقة على شركة Vistra قرضاً بقيمة 4.2 مليار دولار لرفع قدرة المفاعلات الكبيرة في أوهايو وبنسلفانيا، كما اختير مفاعل BANR الصغير من BWXT مؤخراً لمشروع نووي متنقل بقيادة السكان الأصليين في كندا. ويستهدف كل مشروع مجالاً مختلفاً: المفاعلات المعيارية الصغيرة ذات الماء الخفيف للحمل الأساسي على نطاق الشبكة، وعمليات رفع القدرة للسعة قريبة المدى، والمفاعلات الصغيرة جداً للتطبيقات النائية أو الدفاعية، في حين يتطلع MCRE إلى أبعد من ذلك: التحقق من فئة مفاعل لم يُشغّلها أحد في العالم حتى الآن.
وقد أتاحت عملية المراجعة البيئية التي أجرتها وزارة الطاقة لمشروع MCRE، والتي اكتملت في عام 2023، تشغيل المفاعل التجريبي لمدة محدودة تبلغ نحو ستة أشهر في مختبر إيداهو الوطني قبل إيقافه نهائياً؛ ولا يُقصد تشغيل الوحدة تجارياً أو لأجل غير محدد. وقد وصفت Southern Company الاتفاق الأصلي الممتد خمس سنوات بالتمويل المشترك بأن قيمته نحو 170 مليون دولار، تُغطي وزارة الطاقة نحو 80% منها بينما يغطي الشركاء الصناعيون الباقي؛ لكن لا الشركات ولا تقرير وورلد نيوكلير نيوز بشأن قرار التسريع هذا الأسبوع كشفا عن رقم ميزانية مُحدَّث للمرحلة النهائية المُسرَّعة.
ماذا يحدث بعد الوصول إلى الحرجية
الوصول إلى الحرجية لن يجعل من MCRE مفاعلاً منتجاً للطاقة؛ فغرضه تجريبي بالكامل، يتمثل في توليد بيانات تشغيلية وبيانات أمان ستستخدمها TerraPower وغيرها من الشركات المطورة لتكنولوجيا الكلوريد المذاب لدعم أعمال الترخيص والتصميم لوحدة إظهار مستقبلية أكبر. وبالنسبة لشركة Southern Company، التي تُشغّل بالفعل وحدات Vogtle التقليدية من طراز AP1000 في جورجيا إلى جانب دورها في أبحاث المفاعلات المتقدمة، يضيف MCRE مساراً تكنولوجياً نووياً ثالثاً لشركة رسّخت موقعها كجهة تُظهر بشكل متكرر تصاميم المفاعلات الأمريكية الأولى من نوعها. وسيتوقف نجاح الجدول الزمني المُسرَّع على قدرة مختبر إيداهو الوطني على الحفاظ على معدل إنتاج ملح الوقود الأسرع طوال الدفعات المتبقية اللازمة لوصول المفاعل إلى الحرجية.
المصادر: وورلد نيوكلير نيوز، “US DOE funding to accelerate molten chloride reactor development”، 15 أكتوبر 2026 (قرار التمويل، بيانات إنتاج ملح الوقود، التصريحات)؛ الإعلان المشترك لمختبر إيداهو الوطني وشركة Southern Company، نوفمبر 2021 (اتفاق التعاون الأصلي، الشركاء، هيكل البرنامج)؛ وزارة الطاقة الأمريكية، التقييم البيئي النهائي لتجربة مفاعل الكلوريد المذاب، أغسطس 2023 (مدة التشغيل، خطة إيقاف التشغيل).
صورة تعبيرية. الصورة: Fischer.H, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons — source
