يمكن أن تنتج الحقول التي تحيط بها الوديان الحرجية والتلال المتموجة في أوك ريدج بولاية تينيسي، التي كانت ذات يوم موطنًا لمشروع مانهاتن، إنجازًا نوويًا آخر قريبًا.

يتم تشييد الأساسات الخرسانية والدعائم هنا لما من المتوقع أن يكون واحدًا من أولى محطات الجيل الجديد من محطات الطاقة النووية، والمعروفة باسم المفاعلات المعيارية الصغيرة. تعمل الشركة التي تقف خلفها، كايروس باور، على تطوير تكنولوجيتها منذ ما يقرب من عقد من الزمن وهي الآن غارقة في مخاض البناء.

تتسابق العديد من الشركات لبناء مفاعلات يقول الخبراء إنها يمكن أن تكون، بمرور الوقت، أرخص من نوع محطات الطاقة النووية الكبيرة التي كانت مستخدمة منذ عقود. لسماع المسؤولين التنفيذيين في الشركات والمسؤولين الحكوميين وهم يقولون ذلك، فإن العالم على فجر عصر نووي جديد من شأنه أن يوفر طاقة رخيصة ويشبع شهية تكنولوجيا الذكاء الاصطناعي المذهلة للكهرباء. وفي قلب هذا الوعد توجد فكرة تقليص الأوعية التي تعمل التفاعلات النووية فيها على تسخين الماء لإنتاج البخار المستخدم لتدوير التوربينات. ويعتقد أن مكونات هذه المفاعلات الصغيرة يمكن إنتاجها وتجميعها على نطاق واسع بسهولة أكبر من التصميمات التقليدية التي بناها جيش صغير من العمال ذوي المهارات العالية.

لقد كافحت صناعة الطاقة النووية منذ فترة طويلة لإكمال المشاريع. بدأت جميع محطات الطاقة النووية العاملة في الولايات المتحدة تقريبًا في توليد الطاقة منذ عقود، وكان معظمها قبل أن يصبح بيل كلينتون رئيسًا. في العقود الأخيرة، أدت التكاليف الباهظة والتأخيرات الطويلة، إلى جانب المخاوف بشأن السلامة، إلى إحباط الطاقة النووية.

"أعتقد أن الكثير من الناس يدركون قيمة ما يمكن أن تجلبه الطاقة النووية ولكنهم ما زالوا متوترين بعض الشيء بشأن ما إذا كان من الممكن تحقيقه بالفعل"، قال مايك لوفر، المؤسس المشارك والرئيس التنفيذي لشركة كايروس باور، التي يقع مقرها في منطقة خليج سان فرانسيسكو. "قد يكون من الصعب للغاية اكتساب المصداقية، ولكن من الممكن أن تضيع بسرعة كبيرة".

تمتلك الولايات المتحدة مفاعلات للطاقة النووية أكثر من أي دولة أخرى، لكنها تتأخر بشدة في بناء مفاعلات جديدة. وفي العقد الماضي، قامت الصين ببناء أكثر من ثلاثين مفاعلا، بينما قامت الولايات المتحدة ببناء اثنين فقط. وقد جاء هذان المفاعلان، في محطة ألفين دبليو فوجتل لتوليد الكهرباء بالقرب من أوغوستا بولاية جورجيا، متأخرين سنوات وتكلفتا 35 مليار دولار - أي حوالي ثلاثة أضعاف التقديرات الأصلية.

يريد الرئيس ترامب أن تكون المفاعلات الجديدة إنجازًا مميزًا خلال فترة ولايته. وقد منحت وزارة الطاقة التابعة له مبلغ 800 مليون دولار لتقنيات المفاعلات الجديدة ومليار دولار على شكل ضمانات قروض لإعادة تشغيل محطة كهرباء ثري مايل آيلاند في ولاية بنسلفانيا. ومن المتوقع أن تقدم الحكومة مليارات أخرى.

تدخل شركة وسائل التواصل الاجتماعي التابعة لعائلة ترامب أيضًا في هذا العمل. وفي ديسمبر/كانون الأول، قالت مجموعة ترامب للإعلام والتكنولوجيا إنها تخطط للاندماج مع شركة الاندماج النووي، TAE Technologies. تختلف طاقة الاندماج عن الطاقة الانشطارية التي تستخدمها جميع محطات الطاقة النووية اليوم، وربما سنوات عديدة من الوصول إلى الكمال، كما يقول خبراء الطاقة.

خلال زيارة أخيرة إلى مختبر أيداهو الوطني، ألقى وزير الطاقة في إدارة ترامب، كريس رايت، باللوم على العقبات التنظيمية التي ساعدت في خنق نمو الطاقة النووية. وقال إن إنشاء اللجنة التنظيمية النووية قبل ما يقرب من 50 عامًا قد أدى إلى بيروقراطية مفرطة.

وقال السيد رايت: "منذ ذلك التاريخ، سمحنا ببناء مفاعلين وبدء تشغيلهما".

ومع ذلك، يرى بعض الخبراء أن المشكلة الرئيسية هي الصناعة التي كافحت مرارًا وتكرارًا لتحقيق الإنجازات. ويقول الخبراء إن العقبات التي تواجه المفاعلات المتقدمة أكبر، لأنها جديدة وبعضها يتطلب نوعًا جديدًا من وقود اليورانيوم الذي تتمتع الصناعة بخبرة محدودة فيه.

ستتطلب المفاعلات الجديدة أيضًا استثمارات مالية كبيرة ومساعدات فيدرالية. قد لا تكون هذه مشكلة نظراً للحماس الحالي بين الحزبين الجمهوري والديمقراطي للطاقة النووية، ولكن حسن النية قد يتبخر إذا تعثرت الصناعة مرة أخرى.

وقال بيتر برادفورد، المفوض السابق في المجلس النرويجي للاجئين: "مرة أخرى، إنه الجسم اللامع اللامع". وهو منتقد منذ فترة طويلة للتكاليف المرتفعة والتأخيرات التي تميز الأنواع الجديدة من المفاعلات. وأضاف أنه لكي يكون ناجحا، يجب أن يكون التصميم الجديد قادرا على التنافس مع أنواع أخرى من الطاقة. "لم تكن الطاقة النووية قادرة على فعل ذلك مطلقًا."

السباق نحو خفض التكاليف

قبل تسع سنوات، بدأ المؤسسون الثلاثة لشركة Kairos Power في تطوير تصميماتهم، وعلقوا آمالهم على نهج جديد. درس الرجال الثلاثة الهندسة النووية والميكانيكية في جامعة كاليفورنيا، بيركلي، حيث قام جيه روبرت أوبنهايمر، قائد مشروع مانهاتن، بالتدريس ذات مرة.

قال المسؤولون التنفيذيون في كايروس إنهم اختاروا اختبار كل مرحلة من مراحل تطوير المحطة أثناء تقدمها، بدلاً من اتباع النهج الأكثر شيوعًا في هذا النوع من العمل: التصميم والبناء والأمل في الأفضل.

على عكس المحطات النووية التقليدية، لن يكون لمفاعل كايروس قبة كبيرة. المباني المصنوعة من الخرسانة والمعادن. ولن يتصاعد البخار من أبراج المياه الضخمة. وبدلاً من الماء، سيقوم مفاعل كايروس بتسخين الملح.

سيعمل المفاعل على ترتفع قليلا عن حوالي 32 قدما. يتضمن التصميم التجاري الكامل مبنيين للمفاعل وتوربينًا بمساحة إجمالية تبلغ 60 فدانًا.

تقوم الشركة، التي يعمل بها 540 موظفًا بدوام كامل، بتصميم وإنتاج المكونات الخاصة بها. وهي تصنع العديد من الأجزاء في ألبوكيرك، على بعد حوالي 60 ميلاً من لوس ألاموس، المقر النهائي لمشروع مانهاتن.

وقال السيد لوفر إن المشاريع النووية تعرقلت بسبب التكاليف المرتفعة والصعوبة المرتبطة ببناء مشروع هو الأول من نوعه. "والتجارب الأخيرة عززت ذلك."

NuScale، الشركة التي كان من المتوقع أن تقوم بتسليم أول مفاعل صغير، في نوفمبر 2023، اضطرت إلى إلغاء مشروع في أيداهو بعد انسحاب المرافق من اتفاقيات شراء الكهرباء منه بسبب التكاليف. ارتفعت أكثر من اللازم.

وقالت الشركة إن تقنيتها تتقدم الآن من خلال الشراكة مع ENTRA1 Energy، المالك والمطور لمحطات الطاقة. وفي سبتمبر/أيلول، أعلنت الشركتان وهيئة وادي تينيسي، وهي شركة كهرباء مملوكة للحكومة الفيدرالية، عن خطط لتطوير مفاعلات نووية. وقالت الشركة إنه سيتم بناء وحدات NuScale الأولى في أوك ريدج ويمكن أن توفر الطاقة بحلول عام 2030.

تسعى شركات أخرى إلى تنفيذ مشاريع مماثلة.

تخطط شركة GE Vernova Hitachi Nuclear Energy لبناء عدة مفاعلات أصغر بدءًا من أونتاريو. تقوم شركة TerraPower، وهي شركة يدعمها بيل جيتس، ببناء مفاعل في وايومنغ.

تقول شركة Radiant، وهي شركة ناشئة، إنها من المقرر أن تبني هذا العام مفاعلًا صغيرًا محمولًا سينتج ما يكفي من الكهرباء لتشغيل 1000 منزل. مثل هذه الأجهزة مخصصة لاستخدامات خاصة مثل توفير الطاقة لمراكز البيانات أو الجيش.

قال راي ويرت، المتحدث باسم الشركة: "إذا لم تكن بحاجة إلى اتصال بالشبكة، فنحن حل رائع".

مثل كايروس، تخطط Radiant لتصنيع مفاعلاتها في أوك ريدج، موطن مختبر أوك ريدج الوطني، وهو أحد المختبرات الوطنية السبعة عشر التابعة لوزارة الطاقة.

الداعمون الكبار والجديدون الوقود

في موقعها في أوك ريدج، تعمل كايروس على مفاعل اختبار من المتوقع أن يكتمل في عام 2028؛ ومن المقرر إنشاء وحدة تجريبية قادرة على إنتاج الكهرباء بحلول عام 2030. وقد أبرمت الشركة عقدًا لتزويد Google بقدرة 500 ميجاوات من الطاقة - أي حوالي نصف قدرة محطة نووية نموذجية واسعة النطاق - بحلول عام 2035.

يمكن أن تُحدث مشاركة Google فرقًا كبيرًا. شركات التكنولوجيا التي تستثمر في الذكاء الاصطناعي وجلب ذلك النوع من الأموال والفوائد التي كانت مفقودة في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين عندما أدى التأخير وارتفاع التكاليف إلى إحباط طموحات النهضة النووية.

وامتنعت كايروس عن تحديد تكلفة محطتها. لكن معهد اقتصاديات الطاقة والتحليل المالي، وهو منظمة بحثية غير ربحية، قدر في عام 2023 أن مشروع NuScale الملغي في أيداهو، والذي كان من شأنه أن يكون بنفس حجم المشروع الذي تبنيه كايروس تقريبًا، سيكلف حوالي 9.3 مليار دولار.

وقال ديفيد شليسل، رئيس شركة شليسل للاستشارات الفنية ومقرها في بلمونت بولاية ماساتشوستس، ومؤلف تحليل المعهد، إن التكلفة من المحتمل أن يكون بناء مفاعلات معيارية صغيرة قد زاد منذ عام 2023 لأن كل شيء يكلف أكثر الآن، بما في ذلك أجور عمال الخرسانة والبناء. وقال: "إنها بيئة تكلفة مختلفة".

وقال NuScale إن تقديرات المعهد لعام 2023 كانت مرتفعة للغاية، وأن تكاليفه الحالية تنافسية مع مشاريع الطاقة الأخرى.

إن تقدير التكاليف أمر صعب لأن الكثير من المفاعلات الصغيرة جديدة، بما في ذلك الوقود.

ستعمل المفاعلات التي يبنيها كايروس وآخرون على ما يسمى وقود الجسيمات المتناحية المتوازية الهيكلية TRI، أو TRISO، الذي طورته وزارة الطاقة. جزيئات تريسو هي حبات يورانيوم مخصب ومغطاة بطبقات متعددة من الكربون والسيراميك.

تم دمج آلاف الجزيئات بحجم بذور الخشخاش في مصفوفة من الجرافيت لتكوين حصوات بحجم كرات الجولف. تحصر قذيفة TRISO المواد المشعة من اليورانيوم أثناء تحللها وإنتاج الحرارة. ويقول المؤيدون إنه بفضل نظام احتواء الوقود المدمج ومبرد الملح المنصهر، لن تحتاج المفاعلات إلى نفس مباني الاحتواء المعززة المكلفة المستخدمة في المحطات التقليدية.

لكن بعض العلماء غير واثقين من أن هذا الوقود الجديد يخفف جميع المخاوف المتعلقة بالسلامة. قال إدوين ليمان، عالم الفيزياء ومدير سلامة الطاقة النووية في اتحاد العلماء المعنيين، إن جزيئات تريسو يمكن أن تولد حرارة عالية جدًا، مما يستدعي استخدام مباني الاحتواء.

"من وجهة نظري، فإن الادعاءات التي يتم تقديمها حول تريسو مبالغ فيها للغاية"، كما قال السيد ليمان. "نحن نتجه حقًا نحو تجربة خطيرة للغاية على الشعب الأمريكي".

لكن الخبراء الآخرين أقل قلقًا بشأن التصاميم الجديدة للوقود والمفاعلات.

تشارلز أوبنهايمر، حفيد ج. روبرت أوبنهايمر، هو المؤسس والرئيس التنفيذي لشركة أوبنهايمر للطاقة، وهي شركة مطورة لمشاريع الطاقة النووية. وقال إنه كان يناقش دوره كمستشار في خطط إحياء رأس المال الاستثماري. الصيف، وهو مشروع تقليدي واسع النطاق للطاقة النووية في ولاية كارولينا الجنوبية، تم إلغاؤه في عام 2017 بعد إنفاق 9 مليارات دولار عليه.

السيد. وقال أوبنهايمر إنه متفائل أيضًا بشأن مشروع كايروس، الذي لا يشارك فيه. وأضاف: "لقد كانوا يؤدون عملهم بشكل جيد للغاية". "الألعاب الأخرى التي تُحدث المزيد من الضجيج لا تُبني بالقدر نفسه. في هذه اللعبة، لا يهم أبدًا حتى تقوم بتشغيلها."