A indústria de energia nuclear dos EUA está a enfrentar outro desenvolvimento importante: o primeiro reactor de nova geração desenvolvido por uma empresa privada e utilizando tecnologia de reactor de água não leve alcançou um funcionamento crítico nos Estados Unidos pela primeira vez em mais de 40 anos e completou o importante marco de "ignição" no Laboratório Nacional de Idaho. Este microrreator de teste, denominado Antares Nuclear Mark-0, marca um novo passo no desenvolvimento da energia nuclear ocidental. É também um dos primeiros reatores avançados a atingir metas de criticidade no âmbito do “Programa Piloto de Reator” do Departamento de Energia dos EUA.

De acordo com a introdução, o microrreator Mark-0 alcançou a chamada “criticalidade inicial” ou “criticidade alimentada por energia zero” em 4 de junho de 2026. Isso significa que o reator é controlado a um nível de potência mínimo apenas suficiente para sustentar uma reação nuclear em cadeia, não com o propósito de gerar ou exportar energia térmica, mas para validar parâmetros críticos, como o modelo de física computacional do reator, geometria do núcleo, desempenho da haste de controle e comportamento neutrônico inicial, sem a necessidade de produção de energia térmica significativa. e fluxos de resfriamento ativos. Especialistas da indústria comparam esta etapa a “acender suavemente o motor de um carro pela primeira vez”. Embora a potência não seja alta, é de importância fundamental para operações abrangentes subsequentes.

Este desenvolvimento reflecte directamente o objectivo do DOE no Programa Piloto de Reactores de demonstrar o funcionamento crítico de pelo menos três projectos de reactores avançados até 4 de Julho de 2026. O projecto, a ser lançado em 2025, visa "descontrair" a indústria de energia nuclear dos EUA, há muito estagnada. Desde a década de 1970, devido a mudanças na opinião pública, à pressão política e à procura de segurança extrema, o processo regulamentar para a aprovação da energia nuclear nos Estados Unidos tornou-se cada vez mais complexo e dispendioso, tornando-o inacessível para projectos comerciais, resultando numa quase paragem de novos projectos. O projeto piloto do reator verifica os primeiros protótipos de tecnologia usando o processo independente de autorização e supervisão de segurança do Departamento de Energia no campus do laboratório federal, contornando assim alguns dos encargos iniciais do tradicional caminho de licenciamento comercial da NRC (Comissão Reguladora Nuclear) e acelerando a prática de uma série de tipos de reatores de nova geração.

Entre os candidatos para este projeto, o reator R1 e seu reator de teste frontal de potência zero Mark-0 desenvolvido pela Antares estão posicionados como microrreatores de estado sólido de alta temperatura com uma faixa de geração de energia projetada entre 100 quilowatts e 1 megawatt. Sua ideia de projeto modular é: os módulos do reator são padronizados e fabricados na fábrica, e depois transportados como um todo até a central de energia para instalação e operação. A capacidade da fonte de alimentação pode ser expandida conforme necessário empilhando vários módulos. Esses microrreatores são direcionados a instalações remotas, bases militares e cenários que exigem segurança e continuidade energética extremamente altas.

No caminho da tecnologia de combustível, a Antares usa uma combinação de partículas de combustível de alta abundância de urânio pouco enriquecido (HALEU) e TRISO (triplo coaxial isotrópico). O tamanho de uma única partícula é aproximadamente do tamanho de um “milho”. O interior é urânio-235 enriquecido a 19,75% na forma de oxicarbeto de urânio. O exterior é revestido com múltiplas camadas de carbono e revestimentos cerâmicos e, em seguida, é prensado em um briquete de combustível cilíndrico e carregado no bloco central. Esta estrutura de combustível tem naturalmente a capacidade de manter a integridade do revestimento em altas temperaturas, melhorando a autoestabilidade do núcleo e a resistência ao derretimento do núcleo.

O relatório apontou que esta configuração ajuda a alcançar a “auto-regulação inerente” do reator e reduz significativamente o risco de fusão sob condições extremamente altas de temperatura. Além disso, o projeto permite que uma estrutura central semelhante a um "hopper" libere continuamente pellets de combustível ou blocos de combustível da parte superior e descarregue o combustível queimado pela parte inferior, tornando o processo de reabastecimento relativamente simples e contínuo.

Outro destaque técnico do reator Antares é o seu sistema de refrigeração. O reator é resfriado por meio de tubos de calor de sódio líquido: uma série de tubos de calor de aço fechados preenchidos com sódio líquido, sem a necessidade de bombas ou quaisquer peças mecânicas móveis. Quando o núcleo do reator gera calor, o sódio no tubo de calor é vaporizado e transportado para cima, para o trocador de calor. Após a condensação e liberação de calor, ele é “sugado de volta” para a área central através da estrutura capilar da parede interna, formando uma circulação passiva. De acordo com informações divulgadas pela empresa, mesmo que a alimentação externa seja totalmente interrompida, este sistema de resfriamento passivo de tubo de calor pode continuar a retirar o calor residual do núcleo do reator, proporcionando redundância adicional para segurança em condições de perda de energia.

Ao mesmo tempo, o Antares foi projetado desde o início para atender às necessidades de implantação do Exército e da Força Aérea dos EUA, atendendo aos rígidos padrões militares em termos de robustez, capacidades de implantação móvel e requisitos de operação e manutenção. Atualmente, o reator foi selecionado para ser implantado na Base Conjunta de San Antonio, no Texas, por volta de 2028, para fornecer segurança energética altamente confiável para instalações militares.

O secretário de Energia dos EUA, Chris Wright, disse em um comunicado: "A conquista de hoje é um momento importante na história da energia nuclear dos EUA. Ao levar à criticidade o primeiro reator americano de tecnologia de água não leve desenvolvido pelo setor privado em mais de 40 anos, Antares mostra o que pode ser feito quando o potencial da inovação americana for liberado." Ele também enfatizou que a administração Trump continuará a apoiar o "renascimento" da indústria nuclear dos EUA para garantir que o povo americano tenha acesso a suprimentos de energia acessíveis, confiáveis ​​e seguros para as gerações vindouras.

O sucesso crítico do Mark-0 no Laboratório Nacional de Idaho é considerado um sinal chave na promoção, pelos Estados Unidos, da comercialização de pequenos reatores nucleares modulares e de uma nova geração de tipos de reatores avançados. Também fornece um exemplo realista para a subsequente verificação em expansão de unidades comerciais R1 e ainda mais tecnologias privadas de energia nuclear avançadas.