De Amerikaanse kernenergie-industrie wordt geconfronteerd met een andere belangrijke ontwikkeling: de eerste reactor van de nieuwe generatie, ontwikkeld door een particuliere onderneming en gebruikmakend van niet-lichtwaterreactortechnologie, heeft in de Verenigde Staten voor het eerst in meer dan 40 jaar een kritische werking bereikt en de belangrijke mijlpaal van "ontsteking" in het Idaho National Laboratory voltooid. Deze testmicroreactor, Antares Nuclear Mark-0 genaamd, markeert een nieuwe stap in de ontwikkeling van westerse kernenergie. Het is ook een van de eerste geavanceerde reactoren die de kriticiteitsdoelstellingen bereikt in het kader van het ‘Reactor Pilot Program’ van het Amerikaanse ministerie van Energie.

Volgens de inleiding bereikte de Mark-0-microreactor op 4 juni 2026 de zogenaamde “initiële kriticiteit” of “zero-power powered criticality”. Dit betekent dat de reactor wordt bestuurd tot een minimaal vermogensniveau dat net voldoende is om een nucleaire kettingreactie in stand te houden, niet met het doel thermische energie op te wekken of te exporteren, maar voor het valideren van kritische parameters zoals het computationele fysica-model van de reactor, de kerngeometrie, de prestaties van de regelstaven en het initiële neutronische gedrag, zonder de noodzaak van significante thermische energie. uitgangsvermogen en actieve koelstromen. Insiders uit de industrie vergelijken deze stap met "het voor de eerste keer soepel ontsteken van een automotor". Hoewel het vermogen niet hoog is, is het van fundamenteel belang voor daaropvolgende uitgebreide operaties.

Deze ontwikkeling weerspiegelt rechtstreeks het doel van het DOE in het Reactor Pilot Program om tegen 4 juli 2026 de kritische werking van ten minste drie geavanceerde reactorontwerpen aan te tonen. Het project, dat in 2025 van start gaat, heeft tot doel de al lang stagnerende Amerikaanse kernenergie-industrie te ‘ontspannen’. Sinds de jaren zeventig is het regelgevingsproces voor de goedkeuring van kernenergie in de Verenigde Staten, als gevolg van veranderingen in de publieke opinie, politieke druk en het streven naar extreme veiligheid, steeds complexer en duurder geworden, waardoor het voor commerciële projecten onbetaalbaar wordt, wat resulteert in een bijna stopzetting van nieuwe projecten. Het proefproject voor de reactor verifieert vroege technologische prototypen door gebruik te maken van het onafhankelijke veiligheidsautorisatie- en toezichtproces van het ministerie van Energie op de federale laboratoriumcampus, waardoor een aantal van de voorafgaande lasten van het traditionele commerciële licentietraject van de NRC (Nuclear Regulatory Commission) wordt omzeild en de praktische uitvoering van een aantal nieuwe generatie reactortypen wordt versneld.

Onder de kandidaten voor dit project zijn de R1-reactor en zijn door Antares ontwikkelde front-end testreactor Mark-0 met nulvermogen gepositioneerd als vaste-stofmicroreactoren op hoge temperatuur met een ontworpen energieopwekkingsbereik tussen 100 kilowatt en 1 megawatt. Het modulaire ontwerpidee is: de reactormodules worden gestandaardiseerd en in de fabriek vervaardigd, en vervolgens als geheel naar de energiecentrale getransporteerd voor installatie en bediening. De voedingscapaciteit kan indien nodig worden uitgebreid door meerdere modules op elkaar te stapelen. Dergelijke microreactoren zijn gericht op afgelegen faciliteiten, militaire bases en scenario's die een extreem hoge energieveiligheid en -continuïteit vereisen.

Op het gebied van de brandstoftechnologie maakt Antares gebruik van een combinatie van laagverrijkt uranium (HALEU) en TRISO (triple coaxial isotropic) brandstofdeeltjes. De grootte van een enkel deeltje is ongeveer zo groot als een "maïs". Het interieur is uranium-235 verrijkt tot 19,75% in de vorm van uraniumoxycarbide. De buitenkant is bedekt met meerdere lagen koolstof- en keramische coatings en wordt vervolgens in een cilindrische brandstofbriket geperst en in het kernblok geladen. Deze brandstofstructuur heeft van nature het vermogen om de integriteit van de bekleding bij hoge temperaturen te behouden, waardoor de zelfstabiliteit van de kern en de weerstand tegen kernsmelting worden verbeterd.

Het rapport wees erop dat deze configuratie bijdraagt ​​aan het bereiken van de ‘inherente zelfregulering’ van de reactor en het risico op kernsmelting onder extreem hoge temperaturen aanzienlijk verkleint. Bovendien maakt het ontwerp een kernstructuur mogelijk die lijkt op een "hopper" om continu brandstofpellets of brandstofblokken van bovenaf vrij te geven en de verbrande brandstof van onderaf af te voeren, waardoor het tankproces relatief eenvoudig en continu wordt gemaakt.

Een ander technisch hoogtepunt van de Antares-reactor is het koelsysteem. De reactor wordt gekoeld met behulp van vloeibare natriumwarmtepijpen: een reeks gesloten stalen warmtepijpen gevuld met vloeibaar natrium, zonder dat er pompen of mechanisch bewegende delen nodig zijn. Wanneer de reactorkern warmte genereert, wordt het natrium in de warmtepijp verdampt en naar boven getransporteerd naar de warmtewisselaar. Na condensatie en warmteafgifte daar wordt het via de capillaire structuur van de binnenwand "teruggezogen" in het kerngebied, waardoor een passieve circulatie ontstaat. Volgens door het bedrijf vrijgegeven informatie kan dit passieve heatpipe-koelsysteem, zelfs als de externe stroom volledig wordt onderbroken, de restwarmte van de reactorkern blijven afvoeren, waardoor extra redundantie ontstaat voor de veiligheid bij stroomuitval.

Tegelijkertijd is Antares vanaf het begin ontworpen om te voldoen aan de inzetbehoeften van het Amerikaanse leger en de luchtmacht, zodat het voldoet aan strikte militaire normen op het gebied van robuustheid, mobiele inzetmogelijkheden en bedienings- en onderhoudsvereisten. Momenteel is de reactor geselecteerd om rond 2028 te worden ingezet op de gezamenlijke basis San Antonio in Texas om zeer betrouwbare energiezekerheid voor militaire faciliteiten te bieden.

De Amerikaanse minister van Energie Chris Wright zei in een verklaring: “De prestatie van vandaag is een belangrijk moment in de geschiedenis van de Amerikaanse kernenergie. Door de eerste door de particuliere sector ontwikkelde Amerikaanse reactor zonder lichtwatertechnologie in meer dan veertig jaar kritisch te maken, laat Antares zien wat er kan worden gedaan als het potentieel van Amerikaanse innovatie wordt ontketend.” Hij benadrukte ook dat de regering-Trump de ‘wedergeboorte’ van de Amerikaanse nucleaire industrie zal blijven steunen om ervoor te zorgen dat het Amerikaanse volk voor de komende generaties toegang heeft tot betaalbare, betrouwbare en veilige energievoorzieningen.

Het kritische succes van Mark-0 bij het Idaho National Laboratory wordt beschouwd als een sleutelsignaal in de Amerikaanse promotie van de commercialisering van kleine modulaire kernreactoren en een nieuwe generatie geavanceerde reactortypes. Het biedt ook een realistisch voorbeeld voor de daaropvolgende opschaling van commerciële R1-eenheden en nog meer particuliere geavanceerde kernenergietechnologieën.