راکتورهای مدولار کوچک (Small Modular Reactors - SMRs) نسل جدیدی از فناوری هستهای هستند که با هدف برطرف کردن چالشهای ایمنی، اقتصادی و ساخت نیروگاههای هستهای بزرگ و قدیمی طراحی شدهاند. SMRs راکتورهای پیشرفتهای هستند که توان خروجی آنها معمولاً زیر 300 MWe (مگاوات الکتریکی) است و مهمتر از آن، میتوانند به صورت سریالی در کارخانه تولید و سپس به محل نهایی حمل و نصب شوند.
۱. مزایای کلیدی SMRs نسبت به راکتورهای بزرگ
ساختار مدولار و توان پایین، مزایای اقتصادی و فنی قابل توجهی را برای SMRs به ارمغان میآورد:
- کاهش هزینه و ریسک مالی:
- تولید انبوه و ساخت مدولار: ساخت قطعات اصلی در محیط کنترلشده کارخانه، هزینههای ساخت در محل را کاهش داده و کیفیت را بالا میبرد. تولید سریالی باعث کاهش هزینه به دلیل اثر یادگیری (Learning Curve) میشود.
- سرمایهگذاری اولیه کمتر: SMRs به دلیل ظرفیت پایین، نیاز به سرمایهگذاری اولیه کمتری دارند، که برای بازارهای نوظهور یا شرکتهای کوچکتر جذاب است.
- ایمنی و پایداری ذاتی:
- سیستمهای ایمنی غیرفعال (Passive Safety): بسیاری از طرحهای SMR متکی به نیروهای طبیعی (مانند گرانش، جابهجایی و اختلاف فشار) برای خنکسازی راکتور در شرایط اضطراری هستند. این امر نیاز به پمپها و تجهیزات اضطراری پرهزینه را حذف کرده و ایمنی را به طور قابل ملاحظهای افزایش میدهد.
- کاهش سوخت: هسته کوچکتر، گرمای کمتری تولید میکند که مدیریت آن در شرایط بحرانی آسانتر است.
- انعطافپذیری و استقرار:
- مکانیابی آسانتر: اندازه کوچک SMRs امکان نصب آنها در مکانهایی با فضای محدود یا ظرفیت شبکه برق کمتر را فراهم میکند.
- یکپارچهسازی آسان: میتوانند به آسانی با منابع انرژی تجدیدپذیر متناوب (مانند خورشیدی و بادی) ترکیب شوند تا پایداری شبکه را تضمین کنند.
۲. کاربردهای SMRs فراتر از تولید برق
توانایی SMRs در تولید گرما و برق به طور همزمان، آنها را برای کاربردهای متنوعی مناسب میسازد:
- شیرینسازی آب دریا: حرارت تولید شده توسط SMRs میتواند برای تأمین انرژی مورد نیاز فرآیندهای شیرینسازی آب (مانند تقطیر ناگهانی چندمرحلهای - MSF) با هزینه کم و مقیاس بالا استفاده شود.
- تولید هیدروژن: SMRs میتوانند برق و حرارت لازم را برای فرآیندهای تولید هیدروژن با بازده بالا (مانند الکترولیز دما بالا یا فرآیندهای حرارتی شیمیایی) تأمین کنند.
- تأمین گرمایش صنعتی: فراهم کردن گرمای فرآیندی با دمای بالا برای صنایعی مانند سیمانسازی، کاغذسازی و پتروشیمی.
- نقاط دورافتاده و جزیرهای: تأمین برق برای مناطق دورافتاده یا پایگاههای صنعتی که دسترسی به شبکه سراسری برق ندارند.
۳. چالشها و موانع تجاریسازی
با وجود پتانسیل بالا، SMRs با موانع قابل توجهی در مسیر تجاریسازی مواجه هستند:
- مقررات و صدور مجوز: چارچوبهای قانونگذاری فعلی اغلب برای راکتورهای بزرگ سنتی طراحی شدهاند. نهادهای نظارتی باید فرآیندهای جدیدی را برای ارزیابی ایمنی و صدور مجوز برای طرحهای نوآورانه SMR تدوین کنند.
- سرمایهگذاری اولیه و اثبات کارایی: اولین واحدهای SMR باید ثابت کنند که میتوانند در مقیاس کوچک و در مقایسه با نیروگاههای گازسوز یا تجدیدپذیر، از نظر اقتصادی رقابتی باشند. اولین پروژهها هنوز با ریسکهای مالی ناشی از عدم تجربه ساخت سریالی مواجه هستند.
- مدیریت سوخت و پسماند: هرچند SMRs پسماند کمتری تولید میکنند، اما نوع سوخت برخی از آنها (مانند اورانیوم با غنای بالا - HALEU) نیازمند توسعه زنجیره تأمین جدید است.
- پذیرش عمومی: نگرانیهای عمومی در مورد ایمنی هستهای، حتی در مورد طرحهای کوچکتر و ایمنتر، همچنان یک مانع فرهنگی و اجتماعی باقی مانده است.
۴. نتیجهگیری
راکتورهای مدولار کوچک، نمایانگر مهمترین تحول در انرژی هستهای از زمان آغاز به کار آن هستند. با قابلیتهایی مانند انعطافپذیری، ایمنی غیرفعال و تولید سریالی، SMRs میتوانند نقش حیاتی در گذار انرژی جهانی ایفا کنند. این فناوری پتانسیل آن را دارد که انرژی هستهای را به یک منبع برق تمیز و قابل اعتماد در مقیاسهای کوچکتر و در مناطق جدیدی از جهان تبدیل کند.
