berita

Pada 10 Juni 2024, TerraPower, sebuah perusahaan energi nuklir yang diinvestasikan oleh pendiri Microsoft Bill Gates, mengumumkan bahwa reaktor Natrium pembangkit listrik tenaga nuklir generasi berikutnya (generasi berikutnya, juga dikenal sebagai "generasi keempat") menelan biaya hingga $4 miliar melanggar di Kemmerer, Wyoming. Proyek ini merupakan reaktor cepat berpendingin natrium berkapasitas 345MW yang dilengkapi dengan sistem penyimpanan energi garam cair yang dapat meningkatkan daya keluaran hingga 500MW saat jaringan membutuhkannya. Proyek ini diharapkan dapat dioperasikan pada tahun 2030.

Bill Gates telah berinvestasi dalam energi nuklir sejak awal. TerraPower, yang didirikan pada tahun 2006, akan bekerja sama dengan Pacific Power Company, anak perusahaan Berkshire Hathaway milik Buffett, pada tahun 2021 untuk terus mengembangkan reaktor neutron cepat berpendingin natrium (SFR) "generasi keempat". ., dan berharap dapat mewujudkan penerapan lima pembangkit listrik tenaga nuklir baru pada tahun 2035. Peningkatan signifikan dalam efisiensi energi akan sangat meningkatkan produksi, gaya hidup, dan peradaban.

Natrium Berbahaya

Berbeda dengan "reaktor air ringan" tenaga nuklir generasi ketiga yang menggunakan air sebagai moderator dan media perpindahan panas, Natrium yang dikenal sebagai tenaga nuklir generasi keempat menggunakan natrium logam cair sebagai fluida kerjanya. Reaktor air bertekanan (PWR) yang umum saat ini dapat mencapai pertukaran panas pada 325°C tanpa penguapan pada 150 atmosfer. Titik didih natrium logam adalah 883°C, sehingga "reaktor berpendingin nano" dapat meningkatkan suhu pengoperasian reaktor hingga 550°C tanpa tekanan. Konduktivitas termal natrium logam adalah 50 kali lipat dari air. Dengan mempertimbangkan suhu pengoperasian lebih tinggi yang disebutkan di atas, "Komisi Pengaturan Nuklir (NRC)" mengevaluasi bahwa efisiensi pertukaran panas natrium logam cair adalah 100 kali lipat dari air. dan efisiensi kerjanya lebih tinggi dibandingkan generasi ketiga. Tenaga nuklir jauh lebih tinggi.

"Reaktor air ringan" (termasuk reaktor air mendidih dan reaktor air bertekanan) hanya dapat menggunakan uranium 235, yang menyumbang sekitar 0,72% uranium alam, tetapi tidak dapat menggunakan uranium 238, yang menyumbang 99,28% uranium alam. Oleh karena itu, setelah batang bahan bakar nuklir dihilangkan, sisa radiasi limbah nuklir masih sangat tinggi, dan produk setelah reaksi fisi juga mengandung sejumlah besar unsur berat, seperti aktinida, yang sulit dimanfaatkan, dan bahaya radiasi sangat besar. Pengolahan dan pelestarian limbah nuklir, keamanan telah menjadi masalah di seluruh dunia.

Reaktor neutron cepat "generasi keempat" dapat menggunakan uranium-238, yang merupakan uranium alam yang sangat melimpah, untuk menghindari limbah bahan nuklir dalam jumlah besar. Dan dalam reaktor neutron cepat, uranium-238 menangkap neutron cepat dan mengalami dua peluruhan beta membentuk plutonium-239, yang berfungsi sebagai sumber energi "mesin termoelektrik radioisotop" dan dapat digunakan untuk menggerakkan pesawat ruang angkasa. Karakteristik "satu ikan, dua ikan" ini disebut "berkembang biak" dalam fisika nuklir, dan oleh karena itu reaktor neutron cepat juga disebut "reaktor pemulia neutron cepat".

Efisiensi yang lebih tinggi berarti keuntungan yang lebih besar. Reaktor neutron cepat bukanlah konsep baru. Sejak tahun 1951, pembangkit listrik tenaga nuklir pertama dalam sejarah manusia yang benar-benar menghasilkan listrik, "Reaktor Pemulia Eksperimental No. 1" (EBR-1), menggunakan prinsip reaktor neutron cepat pendingin adalah paduan natrium kalium cair.

Namun teorinya sudah sangat maju, namun penerapannya tidak bisa mengimbangi. Ilmu pengetahuannya sangat sempurna, namun teknologinya sulit untuk diwujudkan. Hal ini tidak dapat dihindari dalam proses transformasi ilmu pengetahuan murni menjadi teknologi praktis membutuhkan waktu puluhan tahun atau bahkan beberapa generasi. Reaktor pemulia cepat logam cair awal tidak mampu mengatasi efek korosi natrium logam cair pada wadah dan pipa.

Logam natrium sangat reaktif, akan teroksidasi dengan hebat dan terbakar bila terkena udara, bahkan akan meledak jika terkena air. Oleh karena itu, dalam keperluan industri, natrium harus direndam dalam minyak tanah untuk disimpan.

Secara historis, sebagian besar reaktor pemuliaan cepat logam cair tidak berakhir dengan baik: reaktor "Monju" yang dibangun di Jepang pada tahun 1986 mengalami retakan pada sistem pendingin pada tahun 1995, membocorkan 640 kilogram uap natrium dan menyebabkan kebakaran terus tidak berfungsi, wakil direktur departemen urusan Grup Dongran melakukan bunuh diri dengan melompat dari gedung untuk meminta maaf, namun dia tidak dapat menyelamatkan situasi, dan reaktor tersebut akhirnya ditutup pada tahun 2010. Superphénix yang dibangun di Perancis pada tahun 1976 pernah menjadi reaktor pembiak terbesar di dunia. Ia juga mengalami korosi dan kebocoran pada sistem pendingin nitrogen cairnya, dan akhirnya ditutup pada tahun 1997 karena berbagai masalah.

Saat ini, satu-satunya “reaktor berpendingin natrium” yang masih beroperasi di dunia adalah BN600 dan BN800 milik Rusia. Lompatan Jauh ke Depan Sains dan Teknologi bekas Angkatan Laut Soviet menggunakan "reaktor berpendingin natrium" pada kapal selam nuklir Tipe 705, yang sering menyebabkan kecelakaan nuklir: kapal K-64 dan kapal K-123 keduanya mengalami kecelakaan nuklir besar karena kegagalan pipa pendingin natrium. Amerika Serikat, yang lebih maju secara teknologi, tidak jauh lebih baik. SSN-575, yang mulai digunakan pada tahun 1957, merupakan satu-satunya kapal selam nuklir militer AS yang menggunakan "reaktor berpendingin natrium". kecelakaan kebocoran, yang menyebabkan pembongkarannya pada tahun 1958. "Reaktor berpendingin natrium" digantikan oleh reaktor air bertekanan relatif terbelakang.

Menanggapi bahaya natrium logam, komunitas ilmiah dan teknologi telah bekerja tanpa lelah selama beberapa dekade, mencoba berbagai bahan seperti merkuri, timbal, timah, paduan natrium-kalium, paduan timbal-bismut, dll. Misalnya saja, "Komisi Eksekutif Uni Eropa" antara tahun 2015 dan 2019, Menginvestasikan 6,6 juta euro untuk membangun tiga proyek demonstrasi reaktor neutron cepat, mengevaluasi simulasi hidrolik termal dan rencana eksperimental untuk mempelajari SESAME, mempelajari aliran cairan logam dalam pipa dan reaktor nuklir serta dampaknya terhadap peralatan, dengan fokus pada studi nanocooling, meletakkan dasar bagi pengembangan jalur teknologi pendinginan timbal.

Dapat digunakan dalam senjata nuklir

Sekalipun masalah keamanan natrium logam telah teratasi, masih ada masalah keamanan senjata nuklir yang harus diselesaikan. "Reaktor air ringan" tenaga nuklir generasi ketiga yang populer saat ini tidak dapat digunakan untuk senjata nuklir dan dianggap sebagai model "penggunaan energi nuklir untuk tujuan damai". Namun, produk reaksi dari "reaktor pemulia cepat", plutonium-239, adalah bahan nuklir tingkat senjata. Bom atom kedua "Fat Man" yang meledakkan Nagasaki pada tahun 1945 adalah bom plutonium. Hal ini juga menjadi alasan mengapa Rusia bersikeras mempertahankan “reaktor berpendingin natrium” dan Korea Utara membangun reaktor air berat. Kedua jenis reaktor tersebut dapat menghasilkan plutonium-239 tingkat senjata, yang dapat digunakan untuk membuat senjata nuklir.

Oleh karena itu, “Badan Energi Atom Internasional” menekankan bahwa negara-negara dengan “reaktor pemulia cepat” harus memiliki kebijakan dan tindakan pemantauan yang lebih jelas. Namun pengalaman sejarah memberi tahu kita: "penguatan manajemen" yang didasarkan pada kelemahan manusia adalah cara yang paling tidak dapat diandalkan. Sebagai perbandingan, ide teknis berikut ini sedikit lebih dapat diandalkan: mengubah sepenuhnya desain batang bahan bakar nuklir, sehingga pengisi utama dapat langsung dijalankan hingga benar-benar dihilangkan, dan tidak dapat dilepas dengan aman dengan dalih "pemeliharaan". di tengah untuk menghindari produk fisi plutonium dimurnikan dan dicuri secara diam-diam, jika ada yang membongkar atau mencuri secara ilegal, mereka akan terkena radiasi nuklir yang mematikan untuk menghindari risiko terorisme nuklir.

Proyek dengan risiko lebih tinggi harus dibangun di daerah yang relatif terpencil, tertutup, dan jarang penduduknya. Jika terjadi kecelakaan, tingkat kerugian, kontrol opini publik, dan kompensasi bagi para korban akan relatif rendah. Wyoming, tempat reaktor berpendingin natrium "generasi keempat" yang diinvestasikan oleh Bill Gates dan Buffett berada, berada di Amerika Serikat bagian barat dan merupakan negara bagian yang paling sedikit penduduknya di Amerika Serikat. Hal ini sejalan dengan pengalaman konvensional di atas.

Pertanyaannya adalah: Apakah semua masalah teknis reaktor penangkar cepat logam cair, yang telah berulang kali dicoba dan gagal dalam beberapa dekade terakhir, telah diselesaikan oleh tim peneliti ilmiah Bill Gates? Apakah keselamatan teknologi nuklir dan solusi keselamatan senjata nuklir benar-benar terjamin? Akan ada lima pembangkit listrik tenaga nuklir baru pada tahun 2035. Apakah teknologi dan prosesnya sudah benar-benar matang? Ini tentu saja merupakan rahasia dagang Bill Gates, dan dunia luar hanya dapat memverifikasinya melalui waktu.

Sistem Penyimpanan Energi Garam Cair

Selain topik tenaga nuklir, ada juga teknologi non-nuklir namun terkait yaitu sistem penyimpanan energi garam cair pendukung reaktor Natrium. Ia dapat menyimpan kelebihan energi ketika pembangkit listrik tenaga nuklir mencapai puncaknya dan konsumsi energi pasar menurun; dan ketika konsumsi energi pasar mencapai puncaknya, reaktor Natrium tidak perlu kelebihan beban, namun dapat meningkatkan keluaran daya sebesar 155MW sekitar 45%. memenuhi permintaan, hal ini juga menjamin kelancaran pengoperasian dan keselamatan pembangkit listrik tenaga nuklir serta jaringan transmisi dan transformasi tenaga listrik.

Sistem penyimpanan energi garam cair menggunakan kelebihan energi pembangkit listrik tenaga nuklir untuk melelehkan garam anorganik yang aman dan murah seperti natrium nitrat, kalium nitrat, dan kalsium nitrat dalam tangki penyimpanan lava suhu tinggi untuk menyimpan energi panas dalam jumlah besar. Ketika melepaskan energi, garam cair bersuhu tinggi melewati penukar panas dan menggerakkan generator uap untuk menghasilkan listrik. Metode penyimpanan energi ini dapat membuat hilangnya energi panas menjadi sangat lambat. Sebuah makalah di jurnal sains dan teknologi "Journal of Energy Storage" menyebutkan bahwa tangki penyimpanan yang menggunakan teknologi baru menggunakan lapisan insulasi setebal sekitar 125cm, dan bulanan. kehilangan energi hanya 5%. , TES dapat mencapai penyimpanan energi selama berbulan-bulan atau bahkan lintas musim.

Dibandingkan dengan baterai lithium-ion, yang rata-rata hanya kehilangan 0,5%-1% energi per bulan, efek penyimpanan energi dari sistem penyimpanan energi garam cair tidak begitu baik dan kehilangan energi lebih besar. Namun, garam mineralnya berbiaya rendah, lebih aman, dan tidak memiliki potensi risiko pencemaran lingkungan yang besar akibat penyimpanan energi kimia seperti ion litium.

Sistem penyimpanan energi garam cair jenis ini tidak hanya dapat digunakan di pembangkit listrik tenaga nuklir, tetapi juga dalam sistem pembangkit listrik tenaga surya. Pada tahun 2018, Gemasolar, pembangkit listrik tenaga surya termal pertama yang dapat menghasilkan listrik 24 jam sehari, lahir di Spanyol. Ini ditempatkan di gurun sebagai matriks cermin. Ini bukan panel surya, tetapi memfokuskan dan memantulkan sinar matahari ke a menara pembangkit listrik garam cair didirikan di tengah situs. Bagian dalamnya Simpan campuran 60% natrium nitrat + 40% kalium nitrat. Ketika tidak ada sinar matahari di malam hari, yang didorong oleh pelepasan panas garam cair, pembangkit listrik ini masih dapat menghasilkan listrik yang stabil selama 15 jam. Daya sebesar 19,9 MW dapat menyediakan listrik yang stabil untuk 27,500 rumah tangga.

Pembangkit listrik tenaga surya termal penyimpanan energi garam cair tidak hanya mengatasi kelemahan panel surya tradisional yang tidak dapat menghasilkan listrik ketika tidak ada sinar matahari, tetapi juga menggunakan cermin reflektif sebagai pengganti panel fotovoltaik, yang mengurangi jumlah energi yang dihasilkan selama produksi fotovoltaik. panel. Polusi logam berat dalam jumlah besar, dan dampak jangka panjang dari panel fotovoltaik yang dibuang terhadap lingkungan.

Chile menyaksikan keberhasilan Spanyol dan meluncurkan Proyek Alba pada tahun 2019. Chile berencana mengubah semua pembangkit listrik tenaga batu bara di daerah gurun menjadi pembangkit listrik tenaga surya dengan kapasitas terpasang sebesar 560MW. Chile pada akhirnya berharap untuk sepenuhnya menghilangkan bahan bakar fosil tradisional pada tahun 2040. Metode pembangkit listrik berbahan bakar. Hal ini bukan hanya untuk tujuan perlindungan lingkungan. Bagi Chili, yang kekurangan energi fosil, jika dapat mengganti energi dengan energi surya dengan struktur baru dan pembangkit listrik yang stabil 24 jam sehari, hal ini dapat menghemat banyak devisa negara yang berharga. digunakan untuk mengimpor energi. Jika bisa Mengekspor energi listrik ke negara-negara tetangga Amerika Latin dapat menghasilkan banyak mata uang asing.

Reaktor Natrium + sistem penyimpanan energi garam cair milik Bill Gates, jika berhasil, tidak diragukan lagi akan sangat meningkatkan manfaat pembangkit listrik dari energi nuklir. Adapun Buffett yang selalu cerdik dan penuh perhitungan jarang melakukan kesalahan. "Tenaga nuklir generasi keempat" ini mungkin memiliki prospek pasar yang luas.

Perspektif berpikir lainnya adalah : asBuka AIInvestor terbesar di baliknya, Bill Gates, yang juga seorang pria dengan latar belakang sains dan teknik, telah lama menyadari bahwa penelitian dan pengembangan AI/AGI menghabiskan banyak energi, dan ia memiliki tenaga nuklir di tangannya, ditambah lagi. sistem penyimpanan energi garam cair dengan energi berlebih. , tidak hanya dapat mencapai keamanan seluruh sistem, tetapi juga mengurangi biaya konsumsi energi penelitian dan pengembangan AI/AGI (kecerdasan umum buatan).

Hal ini bertepatan dengan Musk, raksasa teknologi orisinal lainnya. Musk berinvestasi di SolarCity sejak awal, yang terbukti sangat penting dalam meningkatkan harga saham dan nilai merek Tesla. Lebih mendalam lagi, deskripsi Musk tentang pengembangan masa depan merek kecerdasan buatan xAI dan Neuralink dengan jelas menyebutkan penelitian dan pengembangan AI/AGI Soal konsumsi energi, dua orang terkaya di dunia yang “tahu asal usulnya” memang punya visi yang sama.

• (Artikel ini hanya pendapat pribadi penulis dan tidak mewakili posisi surat kabar ini)

Wu Xu

Pemimpin Redaksi Chen Bin