Overheden wereldwijd wedijveren om kleine modulaire reactoren (SMR's) te ontwikkelen als onderdeel van hun plannen voor een nucleaire renaissance, en de afgelopen jaren is aanzienlijke voortgang geboekt. De Verenigde Staten lijken daarin de weg te wijzen bij de ontwikkeling van nucleaire microreactoren, na een grote investering in de technologie die het Amerikaanse leger onlangs aankondigde.

SMR's zijn geavanceerde kernreactoren met een vermogen van maximaal 300 MW(e) per eenheid, ongeveer een derde van het opwekkingsvermogen van een conventionele kernreactor. Doordat ze veel kleiner zijn dan traditionele centrales en modulair van vorm, kunnen ze in fabrieken worden geproduceerd en naar hun bestemming worden vervoerd. Dankzij hun geringe omvang kunnen ze op locaties worden geïnstalleerd die ongeschikt zijn voor grotere reactoren, en ze zijn aanzienlijk goedkoper en sneller te bouwen dan conventionele kerncentrales. SMR's kunnen bovendien stapsgewijs worden uitgebreid om te passen bij de groeiende energiebehoefte van een locatie.

Een microreactor is nog kleiner dan een SMR. In de Verenigde Staten wordt momenteel een reeks ontwerpen ontwikkeld, met als doel de eerste versies binnen het komende decennium op de markt te brengen. Deze compacte kernreactoren worden klein genoeg om per vrachtwagen, boot of vliegtuig te worden vervoerd en kunnen aanzienlijke hoeveelheden schone energie direct op een locatie leveren — bijzonder nuttig voor afgelegen gebieden zonder aansluiting op het hoofdnet.

Net als SMR's worden microreactoren in fabrieken geproduceerd en geassembleerd voordat ze naar uiteenlopende locaties worden vervoerd, wat de kapitaalkosten verlaagt en de productie versnelt. Ze krijgen naar verwachting een eenvoudig, responsief ontwerp waarmee ze zichzelf kunnen afstellen zonder dat er veel gespecialiseerde operateurs nodig zijn, en ze worden voorzien van veiligheidssystemen die oververhitting of een reactorsmelting moeten voorkomen.

De meeste microreactorontwerpen zijn momenteel gericht op 1 MW tot 20 MW thermische energie, die direct kan worden gebruikt voor verwarming of kan worden omgezet in schone elektriciteit. Ze zullen werken op een hogere concentratie uranium-235 dan in conventionele reactoren wordt gebruikt en kunnen naast hernieuwbare energiebronnen op microgrids worden aangesloten. Mogelijke toepassingen zijn noodhulp na natuurrampen. Bovendien moeten microreactoren tot tien jaar zonder bijtanken kunnen werken en kunnen ze snel van locaties worden verwijderd en door nieuwe eenheden worden vervangen.

In de Verenigde Staten ondersteunt het Department of Energy (DoE) een verscheidenheid aan geavanceerde reactorontwerpen, in lijn met de steun van president Trump voor een nucleaire opleving. Trump heeft zich uitgesproken vóór een breed scala aan nucleaire technologieën — van conventionele kerncentrales tot SMR's en microreactoren — met het doel de Amerikaanse kernenergieproductie tegen 2050 te verviervoudigen. De impuls sluit ook aan bij de groeiende elektriciteitsvraag, aangezien de snelle uitbreiding van AI-datacenters de belangstelling heeft vergroot voor stabiele, round-the-clock schone energiebronnen die intermitterende hernieuwbare bronnen kunnen aanvullen.

In juli kondigde het in Texas gevestigde Aalo aan dat zijn Critical Test Reactor (CTR) kritikaliteit had bereikt — het punt waarop een kernreactor een gecontroleerde, zelfstandig voortdurende kettingreactie kan handhaven. "Onze CTR ging van eerste grondwerk tot een aanhoudende kettingreactie in minder dan acht maanden — een van de snelste reactorbouwen in 80 jaar — en ons bedrijf ging van oprichting tot kernsplijting in minder dan drie jaar," aldus Aalo in een verklaring. Het bedrijf richt zich op de productie van 10 MWe-reactoren voor inzet in 50 MWe Aalo Pods om AI-datacenters van stroom te voorzien.

Naast ontwikkeling in de privésector heeft het Amerikaanse leger de afgelopen jaren de leiding genomen in de ontwikkeling van microreactoren, naar aanleiding van Trumps Executive Order 14299 — Deploying Advanced Nuclear Reactor Technologies for National Security — waardoor het leger het hoofdkantoor werd voor militaire kernenergie-inspanningen. De richtlijn verplichtte het leger een officieel programma op te zetten met als deadline 30 september 2028 voor een operationele reactor op een binnenlandse militaire installatie. De inspanning bouwt voort op eerder werk van het Department of Defense op dit gebied, waaronder het microreactorprogramma Project Pele van het Pentagon, en weerspiegelt de lang bestaande zorg van het leger dat veel bases afhankelijk zijn van het civiele net, waardoor cruciale installaties blootstaan aan stroomuitval.

In augustus kondigde het Amerikaanse leger plannen aan om tot 2,2 miljard dollar toe te kennen aan vijf bedrijven voor de bouw van microreactoren van de nieuwe generatie op militaire bases in de hele Verenigde Staten. De inzet van deze reactoren wordt ondersteund door federale versoepeling van regelgeving voor innovatieve reactorontwerpen, onderdeel van een bredere hervorming van het vergunningsstelsel van de Nuclear Regulatory Commission voor geavanceerde reactoren, bedoeld om de goedkeuringstermijnen te verkorten.

Het leger zal financiering verstrekken aan Antares Nuclear op Fort Bragg in North Carolina; BWX Technologies op Fort Campbell in Kentucky; General Atomics op Fort Hood in Texas; Radiant Industries op Fort Benning in Georgia; en Westinghouse Government Services op Fort Drum in New York, met als doel ten minste één microreactoor in bedrijf te hebben tegen het derde kwartaal van 2028. Van de geselecteerde bedrijven wordt verwacht dat ze miljarden dollars aan privéinvesteringen aantrekken om hun ontwikkelingsinspanningen te ondersteunen.

Jeff Waksman, principal deputy assistant secretary van het leger voor installaties, energie en milieu, verklaarde: "Wij geloven dat dit de speerpunt zal worden, niet alleen voor microreactoren maar voor alle geavanceerde reactoren in de Verenigde Staten… Er zijn de laatste tijd veel microreactorbedrijven opgekomen, maar we moeten ze over de drempel helpen."

Hoewel het publieke debaat vooral over de ontwikkeling van SMR's is gegaan, investeren de Verenigde Staten ook zwaar in de bouw van microreactoren, met als doel de eerste reactoren binnen twee jaar in bedrijf te nemen. Of de vijf geselecteerde leveranciers de inzettermijn van 2028 kunnen halen — en hoe hun prestaties op militaire bases de daaropvolgende commerciële vergunningverlening beïnvloeden — zal nauwlettend worden gevolgd naarmate het programma vordert. Financiering door het DoE, in combinatie met ondersteunend nationaal beleid en regelgeving, moet de ontwikkeling de komende jaren snel helpen voortbewegen.

Door Felicity Bradstock voor Oilprice.com