کانادا در حال بررسی ساخت یکی از نخستین نیروگاه‌های هسته‌ای قابل حمل خود در استان نیوبرانزویک است؛ پروژه‌ای که با استفاده از دو میکروراکتور شرکت آمریکایی BWXT می‌تواند تا ۵۰ مگاوات برق تولید کند و در صورت دریافت مجوزهای لازم، از اوایل دهه ۲۰۳۰ انرژی پاک را به شبکه محلی تحویل دهد.
به گزارش تجارت نیوز، یک پروژه هسته‌ای جدید در شرق کانادا می‌تواند شیوه تأمین انرژی در مناطق دورافتاده و صنایع پرمصرف را تغییر دهد. شرکت آمریکایی BWX Technologies اعلام کرده است که طراحی میکروراکتور این شرکت برای استفاده در یک نیروگاه هسته‌ای قابل حمل در منطقه Belledune در استان نیوبرانزویک انتخاب شده است.
این پروژه با همکاری شرکت Prodigy Clean Energy و دو جامعه بومی Pabineau و Eel River Bar First Nations دنبال می‌شود و قرار است در قلمرو سنتی جوامع بومی ساخته و تحت مالکیت آنها اداره شود.
اگر این طرح مراحل نظارتی و تأمین مالی را با موفقیت پشت سر بگذارد، نیروگاه موردنظر می‌تواند در اوایل دهه ۲۰۳۰ وارد مدار شود و برق کم‌کربن را به شبکه محلی تحویل دهد.
نیروگاه هسته‌ای قابل حمل چگونه کار می‌کند؟
ایده اصلی این پروژه با نیروگاه‌های هسته‌ای متعارف تفاوت دارد. در مدل پیشنهادی Prodigy، به جای آنکه بخش عمده نیروگاه در محل پروژه ساخته شود، سامانه هسته‌ای در یک کارخانه مونتاژ خواهد شد و سپس به صورت یک واحد تقریباً کامل به محل موردنظر انتقال پیدا می‌کند.
این روش می‌تواند زمان ساخت نیروگاه را به شکل قابل توجهی کاهش دهد. طبق برنامه اعلام‌شده، پس از انتقال سامانه به مقصد، نصب و آماده‌سازی آن برای بارگذاری سوخت حدود ۱۸ ماه زمان خواهد برد؛ مدت زمانی که در مقایسه با پروژه‌های بزرگ نیروگاه هسته‌ای، بسیار کوتاه‌تر است.
چنین روشی به‌ویژه برای مناطقی اهمیت دارد که دسترسی به زیرساخت‌های گسترده انرژی دشوار است. بسیاری از جوامع دورافتاده شمال کانادا و برخی سایت‌های صنعتی برای تولید برق و گرما به ژنراتورهای دیزلی وابسته هستند. انتقال مداوم سوخت دیزل به این مناطق هزینه‌بر است و انتشار قابل توجه گازهای گلخانه‌ای نیز به همراه دارد.
هدف نیروگاه‌های هسته‌ای قابل حمل این است که بخشی از این وابستگی را با یک منبع انرژی پایدارتر و کم‌کربن جایگزین کنند.
دو میکروراکتور برای تولید ۵۰ مگاوات برق
نیروگاه پیشنهادی در Belledune برای ظرفیت تولید حداکثر ۵۰ مگاوات برق طراحی شده و قرار است از دو واحد رآکتور پیشرفته شرکت BWXT با نام BANR استفاده کند.
هر واحد BANR یک رآکتور با دمای بالا و خنک‌شونده با گاز است که می‌تواند حدود ۲۲ مگاوات برق و ۷۵ مگاوات انرژی حرارتی تولید کند. بنابراین، این فناوری تنها برای تولید برق طراحی نشده و امکان تأمین گرمای مورد نیاز صنایع نیز یکی از کاربردهای مهم آن محسوب می‌شود.
جان مک‌کواری، رئیس عملیات تجاری BWXT، گفته است که طراحی BANR با هدف پاسخ‌گویی به نیازهای واقعی و متنوع برای تولید برق و گرما انجام شده است؛ نیازهایی که در برخی مناطق، با استفاده از سوخت‌های فسیلی و زنجیره‌های تأمین پیچیده تأمین می‌شوند.
ترکیب این رآکتور با پلتفرم قابل حمل Prodigy نیز قرار است امکان استفاده از آن را در مناطقی فراهم کند که ساخت نیروگاه‌های بزرگ و دائمی در آنها دشوار یا پرهزینه است.
سوخت پیشرفته و سامانه‌های ایمنی غیرفعال
یکی از ویژگی‌های فنی BANR استفاده از سوخت اورانیومی غنی‌شده با عیار بالا است که در قالب ذرات سوخت سرامیکی موسوم به TRISO قرار می‌گیرد.
در این فناوری، ذرات بسیار کوچک سوخت در چندین لایه محافظ قرار دارند. این ساختار برای حفظ مواد رادیواکتیو درون ذرات سوخت، حتی در شرایط دمایی بسیار بالا، طراحی شده است.
BANR همچنین از سامانه‌های ایمنی غیرفعال بهره می‌برد. در چنین سامانه‌هایی برای دفع گرمای ناشی از واپاشی سوخت در شرایطی مانند قطع برق، وابستگی به پمپ‌های مکانیکی کاهش پیدا می‌کند. انتقال حرارت از طریق فرآیندهایی مانند همرفت طبیعی و تابش حرارتی می‌تواند به دفع گرما کمک کند.
هدف این رویکرد آن است که بخشی از عملکردهای ایمنی رآکتور حتی در صورت از دست رفتن منابع خارجی برق نیز ادامه پیدا کند.
نخستین آزمایش برای ورود به بازار جهانی
شرکت Prodigy و BWXT، پروژه Belledune را تنها یک نیروگاه آزمایشی نمی‌دانند. این پروژه می‌تواند به عنوان یک نمونه عملی برای بررسی امکان استفاده تجاری از نیروگاه‌های هسته‌ای قابل حمل در مناطق مختلف مورد استفاده قرار گیرد.
در صورت موفقیت پروژه، بازارهای شمال کانادا، پروژه‌های معدنی و دیگر مناطق دورافتاده می‌توانند از جمله مشتریان احتمالی نسل‌های بعدی این فناوری باشند. حتی برخی کاربردهای صنعتی و تأسیسات زیرساختی نیز در فهرست بازارهای احتمالی قرار گرفته‌اند.
ماتیاس تروگر، مدیرعامل Prodigy Clean Energy، فناوری BANR را یکی از فناوری‌های پیشرفته هسته‌ای این شرکت توصیف کرده و معتقد است پروژه Belledune می‌تواند مسیر استقرار ناوگانی از رآکتورهای قابل حمل در کشورهای عضو گروه هفت را هموار کند.
حمایت استانی و نقش صنعت هسته‌ای انتاریو
استان نیوبرانزویک نیز پیش‌تر نامه‌ای برای خرید برق تولیدشده توسط این نیروگاه امضا کرده است؛ اقدامی که می‌تواند به ایجاد تقاضای اولیه برای پروژه کمک کند.
در بخش ساخت تجهیزات نیز قرار است زنجیره تأمین صنعت هسته‌ای انتاریو نقش مهمی ایفا کند. شرکت BWXT Canada و زیرمجموعه آن، Kinectrics، برنامه دارند بخشی از اجزای رآکتور را با استفاده از نیروهای متخصصی تولید کنند که در جریان پروژه‌های بازسازی رآکتورهای تجاری آموزش دیده‌اند.
استفن لچه، وزیر انرژی انتاریو، از این همکاری استقبال کرده و توسعه رآکتورهای مدولار را عاملی برای حمایت از اشتغال داخلی و تقویت توان کانادا در حوزه مهندسی هسته‌ای پیشرفته دانسته است.
پروژه هنوز در مرحله آماده‌سازی است
با وجود چشم‌انداز این پروژه، نیروگاه Belledune هنوز در مرحله توسعه و آماده‌سازی قرار دارد و برای ساخت و بهره‌برداری به مجموعه‌ای از مجوزهای نظارتی و توافق‌های تجاری نیاز خواهد داشت.
BWXT و Prodigy در حال تدوین توافق‌های نهایی در زمینه مجوزها، زنجیره تأمین و تأمین سرمایه خصوصی هستند. بنابراین، رسیدن نیروگاه به مرحله تولید برق در اوایل دهه ۲۰۳۰ به پیشرفت این مراحل و دریافت تأییدیه‌های لازم وابسته خواهد بود.
در صورت اجرای موفق پروژه، نسخه‌های بعدی پلتفرم Prodigy می‌توانند برای طیف گسترده‌ای از کاربردهای غیرنظامی، از تأمین انرژی پروژه‌های معدنی گرفته تا تأسیسات صنعتی دورافتاده، مورد استفاده قرار گیرند.
همکاری هسته‌ای BWXT در آمریکا
فعالیت‌های BWXT تنها به پروژه نیروگاه قابل حمل کانادا محدود نمی‌شود. این شرکت در آمریکا نیز در حوزه زیرساخت‌های مرتبط با انرژی و فناوری هسته‌ای فعالیت دارد.
در ماه سپتامبر، اداره ملی امنیت هسته‌ای آمریکا، یا NNSA، این شرکت را برای طراحی یک کارخانه تولید لیتیوم مدولار در مجتمع امنیت ملی Y-12 در ایالت تنسی انتخاب کرد. این تأسیسات قرار است در تولید برخی اجزای مورد نیاز برای حفظ و پشتیبانی از ذخایر تسلیحات هسته‌ای آمریکا نقش داشته باشد.
پروژه Belledune می‌تواند یکی از آزمایش‌های مهم برای نسل جدید نیروگاه‌های هسته‌ای کوچک و قابل حمل باشد. برخلاف نیروگاه‌های بزرگ متعارف که ساخت آنها به زیرساخت گسترده و سال‌ها زمان نیاز دارد، این مدل تلاش می‌کند رآکتور را در کارخانه تولید و سپس به محل مصرف منتقل کند.
استفاده از دو رآکتور BANR، ظرفیت هدف‌گذاری‌شده ۵۰ مگاوات برق، توان حرارتی ۷۵ مگاواتی برای هر واحد و زمان نصب حدود ۱۸ ماه، این پروژه را به نمونه‌ای متفاوت از نیروگاه‌های هسته‌ای سنتی تبدیل کرده است.
با این حال، موفقیت نهایی آن به دریافت مجوزهای هسته‌ای، تأمین مالی، ایجاد زنجیره تأمین و اثبات عملکرد فناوری در شرایط واقعی وابسته است. اگر این مراحل با موفقیت طی شود، Belledune می‌تواند به الگویی برای استفاده از میکروراکتورها در مناطق دورافتاده کانادا و دیگر بازارهای بین‌المللی تبدیل شود.