Într-o eră a renașterii nucleare, mai multe țări își propun să-și extindă semnificativ capacitatea energetică nucleară în deceniile următoare, ca parte a eforturilor de diversificare a mixului energetic și de consolidare a securității energetice pe termen lung. Cu toate acestea, asigurarea combustibilului necesar operării a devenit complicată, în special după impunerea sancțiunilor asupra produselor energetice rusești. Acum, combustibilii alternativi pe bază de uraniu oferă speranțe pentru industria energiei nucleare.
Fisiunea nucleară, utilizată în toate centralele nucleare existente, este procesul prin care nucleul unui atom se scindează în două sau mai multe nuclee mai mici și alte particule. Fisiunea poate elibera cantități mari de căldură și radiații. Centralele nucleare actuale folosesc această căldură pentru a fierbe apa și a antrena turbine cu abur pentru a genera electricitate. Operatorii folosesc, în mod obișnuit, combustibil de uraniu, îmbogățit până la 5% uraniu-235 (U-235), pentru a alimenta reactoarele nucleare. Oamenii de știință din întreaga lume depun eforturi pentru a realiza și comercializa fuziunea nucleară, care ar putea produce o energie curată mai abundentă.
Operatorii vor avea nevoie din ce în ce mai mult de uraniu cu un grad înalt de îmbogățire, dar cu un conținut scăzut de uraniu (HALEU), care este îmbogățit cu peste 5% și mai puțin de 20%, pentru a alimenta reactoarele nucleare avansate și reactoarele modulare mici (SMR) aflate în curs de dezvoltare.
Cu toate acestea, HALEU nu este în prezent disponibil comercial pe scară largă, doar Rusia și China producând acest combustibil la scară industrială. După interzicerea importurilor de uraniu rusesc de către Statele Unite în 2024, guvernul american și-a concentrat eforturile pe dezvoltarea capacității interne de producție HALEU. În acest sens, Centrus Energy a produs peste 920 kg de HALEU dintr-o instalație de demonstrație din Piketon, Ohio, între octombrie 2023 și mijlocul anului 2025. În ianuarie 2026, Departamentul de Energie al SUA (DoE) a alocat 2,7 miliarde de dolari pentru extinderea capacității interne de îmbogățire a uraniului pe parcursul următorului deceniu. Între timp, în Regatul Unit, guvernul a anunțat în ianuarie 2024 că va aloca 300 de milioane de lire sterline pentru a sprijini producția de HALEU.
Mai mulți operatori utilizează combustibil TRISO (TRi-structural ISOtropic particle) în SMR-uri, care este derivat din HALEU. Acesta este mai sigur și mai eficient decât uraniul îmbogățit convențional, iar aceeași cantitate de combustibil poate fi concentrată într-un pachet mai mic, în timp ce mai mult U-235 poate fi consumat înainte ca peletele de combustibil mai mici să se epuizeze. Fiecare particulă TRISO este acoperită cu trei straturi de materiale ceramice și alte materiale specializate pentru a capta gazele și a conferi particulei o toleranță ridicată la căldură, prevenind astfel topirea combustibilului TRISO. În plus, reactoarele cu combustibil TRISO utilizează heliu sau sare topită ca fluid de transfer termic, în loc de apă, care este mai puțin reactiv sau are un punct de fierbere mai ridicat. Fiecare peletă TRISO funcționează ca un mic recipient de izolare, ceea ce elimină necesitatea construirii unor facilități masive pentru a conține accidentele grave.
Deși TRISO este mai scump decât combustibilii nucleari convenționali, poate alimenta reactoare mai ușoare și mai ieftine. Cu toate acestea, accesarea HALEU și TRISO la scară largă rămâne o provocare, deoarece China National Nuclear Corporation este singurul producător la scară comercială de combustibili TRISO, iar TENEX din Rusia este singurul furnizor la scară comercială de HALEU.
Acest lucru a determinat mai multe companii din Statele Unite și din Europa să exploreze combustibili alternativi pentru alimentarea SMR-urilor, pentru a diminua dependența de Rusia și China. Companii precum GE Hitachi, Westinghouse și Aalo Atomics au optat pentru Low Enriched Uranium Plus (LEU+) în locul HALEU pentru a alimenta operațiunile, deoarece acesta poate fi achiziționat de la instalațiile existente din SUA. SMR-300 de la Holtec a fost dezvoltat pentru a fi alimentat fie cu LEU convențional, fie cu LEU+, care are o concentrație de U-235 între 5% și 10%.
Directorul Tehnic al Aalo Atomics, Yasir Arafat, a explicat de ce Aalo a ales LEU+ ca principal combustibil. Arafat a declarat: „Știm că vrem să ajungem rapid pe piață și știm că trebuie să ne extindem pentru a construi sute de reactoare, și nu putem face asta cu HALEU timp de mulți ani, deoarece SUA încă pompează bani în acea mașină HALEU, încercând să descopere cum să spargă codul.” El consideră că SMR-urile alimentate cu LEU+ vor avansa mai repede decât cele alimentate cu HALEU, deoarece „Avem de fapt o companie care începe să producă LEU+ aici, în SUA.”
Urenco USA a primit autorizație de la Comisia de Reglementare Nucleară din SUA pentru a produce LEU+ la unitatea sa din Eunice, New Mexico, în septembrie anul trecut și, de atunci, produce cantități mici de combustibil. Compania se așteaptă să atingă producția comercială până la mijlocul anului 2026. Aalo a semnat un acord de lanț de aprovizionare cu Urenco pentru combustibilul necesar alimentării reactorului său experimental Aalo-X, care este în prezent dezvoltat ca parte a Programului Reactor Pilot al DoE. Compania preconizează lansarea unui reactor comercial, Aalo Pod, alimentat cu LEU+, până în 2029.
În timp ce mai multe companii continuă să se bazeze pe Rusia pentru aprovizionarea cu uraniu, unele țări caută să dezvolte o capacitate internă de producție HALEU, iar multe companii explorează potențialul utilizării unor combustibili alternativi, mai ușor accesibili pe bază de uraniu, pentru a alimenta operațiunile.