Jak działają małe reaktory modułowe i dlaczego interesują się nimi giganci technologiczni

Nowa skala energii jądrowej

Przez dziesięciolecia energia jądrowa oznaczała ogromne elektrownie kosztujące dziesiątki miliardów dolarów, których budowa trwała dekadę lub dłużej. Małe reaktory modułowe, czyli SMR (z ang. Small Modular Reactors), mają to zmienić. Te kompaktowe reaktory generują od 10 do 300 megawatów energii elektrycznej – mniej więcej jedną trzecią lub mniej mocy konwencjonalnego reaktora – i są zaprojektowane tak, aby główne komponenty mogły być produkowane w fabryce i transportowane na miejsce docelowe w celu montażu.

Koncepcja nie jest całkowicie nowa. Reaktory kompaktowe są wykorzystywane w atomowych okrętach podwodnych od lat 50. XX wieku. Jednak cywilne dążenie do komercjalizacji SMR gwałtownie przyspieszyło, napędzane przez podwójną presję: zmiany klimatyczne i rosnący popyt na energię elektryczną ze strony centrów danych sztucznej inteligencji.

Jak działają SMR

U podstaw działania SMR leży ta sama zasada, co w tradycyjnych elektrowniach jądrowych: kontrolowane rozszczepienie jądrowe atomów uranu lub innego paliwa, uwalniające ciepło. Ciepło to zamienia wodę w parę, która napędza turbinę generującą energię elektryczną. Różnica polega na inżynierii i skali.

Projekty SMR należą do kilku rodzin technologicznych. Reaktory lekkowodne, takie jak te opracowane przez NuScale Power, wykorzystują wodę pod ciśnieniem jako chłodziwo i moderator – to samo sprawdzone podejście, które jest stosowane w większości istniejących elektrowni jądrowych, ale zmniejszone do modułów, które można łączyć. Projekt NuScale zakłada umieszczenie do sześciu modułów o mocy 77 megawatów w jednym obiekcie, co pozwala operatorom skalować moc wyjściową od około 300 do ponad 900 megawatów.

Inne projekty całkowicie odbiegają od tradycji. Reaktor Natrium firmy TerraPower wykorzystuje ciekły sód jako chłodziwo zamiast wody, w połączeniu z systemem magazynowania energii w stopionych solach. Pozwala to elektrowni zwiększyć moc wyjściową z 345 megawatów do 500 megawatów w okresach szczytowego zapotrzebowania – elastyczność, której konwencjonalne elektrownie jądrowe nie są w stanie dorównać. Jeszcze inne koncepcje wykorzystują gaz wysokotemperaturowy lub paliwo ze stopionych soli, z których każda ma swoje zalety i wady pod względem wydajności, produkcji odpadów i dojrzałości technologicznej.

Zalety bezpieczeństwa

Być może najważniejszą innowacją w projektowaniu SMR jest bezpieczeństwo pasywne. Tradycyjne reaktory polegają na pompach, generatorach rezerwowych i operatorach, którzy utrzymują chłodzenie rdzenia w sytuacjach awaryjnych. Wiele SMR wykorzystuje naturalne procesy fizyczne – grawitację, konwekcję i naturalny obieg chłodziwa – do wyłączenia i schłodzenia reaktora bez zewnętrznego zasilania lub interwencji człowieka.

Według Departamentu Energii USA, zaawansowane projekty SMR mogą pasywnie chłodzić się przez kilka dni po wyłączeniu. Na przykład reaktor NuScale może samoczynnie chłodzić się przez co najmniej siedem dni bez energii elektrycznej i interwencji operatora. To radykalnie zmniejsza ryzyko scenariusza awarii, takiego jak w Fukushimie lub Three Mile Island.

Dlaczego Big Tech inwestuje miliardy

Globalne dążenie do SMR znalazło nieoczekiwanego orędownika: Dolinę Krzemową. Wraz z rozwojem modeli AI i wzrostem zużycia energii elektrycznej przez centra danych, firmy technologiczne potrzebują niezawodnej, bezemisyjnej energii przez całą dobę. Energia słoneczna i wiatrowa są przerywane; SMR oferują współczynnik wykorzystania mocy powyżej 90 procent, co oznacza, że mogą pracować niemal nieprzerwanie.

Meta podpisała umowy potencjalnie opiewające na ponad sześć gigawatów mocy jądrowej – wystarczająco, aby zasilić około pięć milionów domów – w tym umowy z TerraPower i Oklo, jak podaje Bloomberg. Microsoft wznowił działalność jednostki w Three Mile Island w Pensylwanii na podstawie 20-letniej umowy zakupu energii. Google i Amazon również ogłosiły partnerstwa w zakresie energii jądrowej.

Międzynarodowa Agencja Energii Atomowej szacuje, że na całym świecie opracowywanych jest około 100 projektów SMR, z czego około 74 aktywne projekty zmierzają w kierunku budowy lub licencjonowania.

Wyzwania na przyszłość

Pomimo całego entuzjazmu, SMR stoją w obliczu realnych przeszkód. Koszty pozostają największym znakiem zapytania. Projekty pionierskie wiążą się z kosztami kapitałowymi od 3000 do 6000 dolarów za kilowat, a NuScale odnotował wzrost prognozowanych kosztów budowy planowanego projektu w Idaho o 75 procent, zanim projekt został ostatecznie odłożony na półkę. Zwolennicy argumentują, że produkcja fabryczna i seryjna obniżą koszty z czasem, ale to jeszcze nie zostało udowodnione na dużą skalę.

SMR nadal produkują odpady radioaktywne. Niektóre badania sugerują, że niektóre projekty SMR mogą generować wypalone paliwo o wyższej radiotoksyczności na jednostkę energii niż konwencjonalne reaktory, co komplikuje długoterminowe składowanie. Harmonogramy licencjonowania pozostają długie: tylko dwa projekty SMR działają komercyjnie na świecie – rosyjski pływający reaktor KLT-40S i chiński reaktor wysokotemperaturowy HTR-PM.

Komisja Europejska przedstawiła w marcu 2026 r. strategię uruchomienia pierwszych SMR w Europie do początku lat 30. XXI wieku, sygnalizując polityczny impet. Jednak przekształcenie planów w działające elektrownie będzie wymagało porozumienia regulatorów, inwestorów i społeczności – proces, który energia jądrowa historycznie uważała za trudny.

Technologia pomostowa?

SMR nie rozwiążą samodzielnie problemu transformacji energetycznej. Jednak ich połączenie bezemisyjnej energii bazowej, zwiększonego bezpieczeństwa i elastycznej lokalizacji czyni je atrakcyjnym uzupełnieniem odnawialnych źródeł energii. To, czy spełnią tę obietnicę, zależy od tego, czy branża będzie w stanie dotrzymać terminów i budżetów – co energii jądrowej rzadko się udawało w przeszłości.