- Die Idaho State University nimmt den ersten von einer Universität betriebenen fortschrittlichen Mikroreaktor des Landes in Betrieb.
- Der Reaktor nutzt ein Heatpipe-Kühlsystem und liefert kohlendioxidfreien Strom sowie Hochtemperaturwärme.
- NuCube arbeitet bei Sicherheitsuntersuchungen mit den Kanadischen Kernenergielaboren zusammen und erweitert die Validierungsdatenbank.
- Das Programm bietet Studierenden die Möglichkeit, direkt an dem neuen Mikroreaktor ausgebildet zu werden.
Eine Universität in den USA steht kurz vor der Inbetriebnahme eines neuartigen Kernreaktors, der herkömmliche mechanische Kühlpumpen durch geschlossene Heatpipes ersetzt. Die Idaho State University bereitet die Inbetriebnahme des ersten von einer Universität betriebenen fortschrittlichen Mikroreaktors des Landes vor und will ihn als Testanlage für Kerntechnik der nächsten Generation in Echtzeit nutzen. Die Anlage firmiert als Advanced Research and Test Reactor und wird gemeinsam mit dem in Idaho Falls ansässigen Unternehmen NuCube Energy für fortgeschrittene Kerntechnik entwickelt. Das Projekt wird im Business and Research Park der Universität errichtet – als Ergebnis der Auswahl von Idaho State im Programm des Nuclear Reactor Innovation Center des US-Energieministeriums.
Neuartiges Heatpipe-Kühlsystem
Das zentrale Merkmal des Reaktordesigns von NuCube ist sein Heatpipe-Kühlsystem. Die meisten konventionellen Kernreaktoren sind auf mechanische Pumpen angewiesen, um das Kühlmittel im Kern umzuwälzen; dieser Mikroreaktor nutzt stattdessen Heatpipes, um die Wärme passiv vom Brennstoffkern zum Stromerzeugungssystem zu transportieren. Das Reaktordesign ist für den Betrieb unter extremen Temperaturen ausgelegt; seine Architektur erlaubt Betriebstemperaturen von bis zu 1.652 °F (900 °C) und liefert damit kohlendioxidfreien Strom sowie Hochtemperaturwärme. Diese Wärme ist für eine Reihe von Prozessen der Schwerindustrie entscheidend, die sich allein über herkömmliche Stromversorgung nur schwer dekarbonisieren lassen.
Um die Sicherheit des Konzepts unter realen Betriebsbedingungen nachzuweisen, hat NuCube kürzlich mit den Kanadischen Kernenergielaboren ein gezieltes Forschungs- und Entwicklungsprogramm aufgelegt. Beide Einrichtungen sammeln experimentelle Daten und entwickeln Rechenmodelle, um das Verhalten der Heatpipes bei Temperaturen über 900 °C vorherzusagen. Laut NuCube werden die Ergebnisse dieser Arbeiten die Validierungsdatenbank erweitern und künftige Sicherheitsbegutachtungen für die kommerzielle Genehmigung unterstützen. Da das System im Werk gefertigt und modular aufgebaut ist, kann es vor der Auslieferung assembliert werden. Die am Standort der Idaho State University betriebene Anlage verschafft Ingenieuren und Forschern direkten physischen Zugang, um die Hardware im Echtzeitbetrieb zu bewerten.
Die Universität hat die akademische Ausbildung bereits mit industrieller Praxis verknüpft. Sam Jeffries, Masterstudent an der Idaho State University mit zehn Jahren Berufserfahrung im Ingenieurwesen, arbeitet derzeit als Lab Manager und Test Engineer bei NuCube, testet Komponenten und schließt gleichzeitig sein Studium ab. Die Universität bringt in das Programm seltene Betriebserfahrung ein. Die Idaho State University betreibt seit 1965 einen eigenen Forschungsreaktor auf dem Campus und gehört damit zu den nur 24 Hochschulen in den USA, die über eine solche Einrichtung verfügen. Darüber hinaus bietet die Universität in Idaho den einzigen Bachelorstudiengang in Nukleartechnik des Staates an.
Ausbildung und künftiger Bedarf
Am Mittwoch trafen sich Staatsbeamte und Forschende am künftigen Bauort, um den offiziellen Start des Projekts zu markieren. Todd Combs, stellvertretender Direktor des Idaho National Laboratory, wies darauf hin, dass zwar Generationen von Studierenden am Reaktor von 1965 Operatorlizenzen erworben haben, nun aber Hunderte Studierende direkt an dem neuen Mikroreaktor ausgebildet werden sollen, um den wachsenden Personalbedarf des Labors zu decken. Cristian Rabiti, CEO von NuCube, beschrieb das Programm als eine Initiative, die die Art und Weise verändert, wie Reaktoren gefertigt und eingesetzt werden.
Idahos Gouverneur Brad Little erklärte bei dem Treffen, Idaho konzentriere sich darauf, Komponenten, Technologien und qualifizierte Arbeitskräfte für die breitere Renaissance der Kernenergie aufzubauen. Universitätspräsident Robert Wagner hob zum Abschluss hervor, dass das Vorhaben das langfristige Engagement der Idaho State University anlässlich ihres 125-jährigen Jubiläums unterstütze.
Nuklearinnovation und Talentförderung an der Idaho State University
Das Programm für fortschrittliche Mikroreaktoren der Idaho State University ist weit mehr als eine technologische Innovation – es unterstreicht auch den Stellenwert der kerntechnischen Bildung. Durch die Partnerschaft mit NuCube kann die Hochschule nicht nur die Entwicklung der Kerntechnik vorantreiben, sondern bietet Studierenden zugleich praktische Einsatzmöglichkeiten und trägt damit dem wachsenden Bedarf der Branche Rechnung. Diese Verbindung von akademischer Lehre und praktischer Anwendung ist für die Ausbildung des kerntechnischen Nachwuchses von entscheidender Bedeutung – insbesondere vor dem Hintergrund einer weltweit steigenden Nachfrage nach erneuerbaren Energiequellen.