Oklo avvia il progetto del reattore nucleare veloce dell'INL e inaugura un impianto privato per il riciclaggio del combustibile

Oklo, azienda di tecnologia nucleare avanzata, ha avviato i lavori per la costruzione del suo reattore veloce inaugurale da 75 MWe raffreddato a sodio presso un sito dell'Idaho National Laboratory (INL). Il progetto, uno dei tre assegnati all'azienda nell'ambito del nuovo Reactor Pilot Program del Dipartimento dell'Energia (DOE), è previsto per l'entrata in funzione tra la fine del 2027 e l'inizio del 2028, sebbene tale tempistica sia subordinata alle approvazioni normative e all'avanzamento dei lavori.

Il 22 settembre, Oklo ha celebrato l'inizio dei lavori per il suo progetto INL, ora denominato "Aurora-INL", sottolineando che questo traguardo è il frutto di uno sforzo concertato durato cinque anni. "Collaboriamo con il Dipartimento dell'Energia e l'Idaho National Laboratory dal 2019 per realizzare questo impianto, e questo segna un nuovo capitolo nella nostra storia. Siamo entusiasti di questo e di molti altri progetti a venire", ha dichiarato Jacob DeWitte, CEO e co-fondatore di Oklo.

Questo traguardo segue l'annuncio di Oklo del 5 settembre, che progetterà, costruirà e gestirà il primo impianto di riciclaggio del combustibile nucleare finanziato privatamente negli Stati Uniti a Oak Ridge, nel Tennessee. Nell'ambito di tale impegno, l'azienda sta anche valutando una collaborazione pionieristica con la Tennessee Valley Authority (TVA) per riciclare le scorte di combustibile esausto dell'azienda di servizi pubblici federale. Se realizzata, questa iniziativa potrebbe rappresentare la prima volta che un'azienda di servizi pubblici statunitense si cimenta nel riciclaggio del proprio combustibile esaurito in nuova energia elettrica pulita.

Aurora-INL, il primo reattore commerciale di Oklo, inaugurato

Gli sforzi di Oklo, con sede a Santa Clara, California, sono radicati nel suo approccio verticalmente integrato, che include la generazione di energia nucleare avanzata attraverso le sue centrali Aurora (un reattore veloce con tecnologia a metallo liquido da 50 MWe a 75 MWe), il riciclo del combustibile e la produzione di radioisotopi. L'azienda ha recentemente registrato progressi verso le prime implementazioni commerciali in tutti e tre i segmenti di business.

Le attività di costruzione del suo primo progetto di reattore commerciale, Aurora-INL, seguono un sostanziale lavoro di pre-costruzione, tra cui la mobilitazione del sito, l'approvvigionamento iniziale e i lavori di scavo, e sono in corso, stabilite in base a un accordo quadro sui servizi con Kiewit, il suo costruttore principale.

L'Aurora-INL è dotato di un reattore veloce raffreddato a sodio da 50-75 MWe che si basa direttamente sulla progettazione e sull'esperienza operativa dell'Experimental Breeder Reactor II (EBR-II), che ha funzionato con successo nello stesso sito dell'Idaho dal 1964 al 1994. La centrale utilizzerà come refrigerante sodio metallico liquido e combustibile metallico in un progetto a spettro di neutroni veloci che consente caratteristiche di sicurezza intrinseche e passive per ridurre significativamente il numero di sistemi di sicurezza richiesti rispetto ai tradizionali reattori ad acqua leggera, ha affermato Oklo.

In particolare, la filosofia progettuale consente al reattore di utilizzare un portafoglio di combustibili diversificato, tra cui uranio fresco a basso arricchimento ad alto dosaggio (HALEU), scorte governative di uranio e materiali a base di plutonio miscelati che non richiedono arricchimento e, infine, combustibile nucleare riciclato. Oklo ha affermato che il reattore sfrutta oltre 400 anni di comprovata esperienza operativa di reattori veloci a metallo liquido in tutto il mondo.

Sebbene Aurora-INL sia di fatto la prima costruzione di Oklo, l'azienda ha anche sottolineato che il progetto si concentrerà sull'efficienza dei costi e sulla rapidità di implementazione attraverso scelte strategiche nella catena di fornitura. "Circa il 70% dei componenti della nostra centrale elettrica proviene da catene di fornitura non nucleari, industriali, energetiche e chimiche, ad esempio", ha affermato DeWitte durante la conference call sui risultati del secondo trimestre dell'azienda, l'11 agosto. "Questi settori offrono capacità produttive mature e scalabili che possiamo sfruttare oggi a costi inferiori e con tempi di consegna più brevi rispetto alla fabbricazione nucleare tradizionale".

Oklo ha strutturato il progetto attorno a "componenti standardizzati e spedibili come il modulo reattore, i generatori di vapore e il sistema di conversione di potenza" per "semplificare l'installazione, supportare la costruzione parallela e ridurre al minimo la complessità della costruzione in loco", progettando al contempo per la "sicurezza intrinseca e passiva" per ridurre "il numero di sistemi di sicurezza" e "semplificare gli approvvigionamenti", ha affermato DeWitte. Ha indicato l'"accordo di fornitura preferenziale con Siemens Energy" dell'azienda come "un ottimo esempio di questa strategia in azione", osservando che Oklo continua ad espandere l'ecosistema dei fornitori "con ulteriori partnership in arrivo man mano che tali accordi raggiungono la prontezza commerciale". L'azienda ha anche collaborato con il gigante dell'ingegneria Kiewit nell'ambito di "un accordo quadro di servizi" che copre "l'intero ambito di progettazione, approvvigionamento e costruzione per il progetto Aurora-INL", ha affermato.

Potrebbero seguire diversi altri progetti di reattori. Oklo ha recentemente ampliato la sua pipeline da 14 GW con una partnership con Liberty Energy per lanciare una soluzione integrata di conversione da gas a nucleare , un avviso di intenti da parte dell'Aeronautica Militare statunitense per il primo impiego di fissione avanzata in un'installazione militare e accordi con Vertiv per lo sviluppo congiunto di sistemi di alimentazione e raffreddamento per data center , nonché con Korea Hydro & Nuclear Power per esplorare lo sviluppo di progetti globali.

La strada regolamentare

Finora, Oklo ha compiuto notevoli progressi normativi su più fronti, incluso il completamento della Fase 1 della valutazione di prontezza della Nuclear Regulatory Commission (NRC) per la domanda di licenza combinata (COL) di Aurora-INL ai sensi della Parte 52. A differenza del tradizionale approccio della Parte 50 che prevede due fasi: la presentazione e l'approvazione di un permesso di costruzione seguito dalla presentazione e dall'approvazione di una licenza operativa, l'azienda sta perseguendo la licenza della Parte 52 perché "consente una maggiore velocità di implementazione e ripetibilità per aziende come Oklo che intendono progettare, costruire e gestire i propri impianti", con "la prima domanda di licenza combinata che funge da riferimento, che può poi essere riutilizzata per ridurre la portata delle domande successive", afferma l'azienda in una dashboard normativa sul suo sito web.

" Oklo è pioniera in questo approccio nel settore nucleare avanzato: resta l'unica azienda produttrice di reattori avanzati a presentare una domanda di licenza combinata e la prima ad aver ottenuto l'accettazione di tale domanda per la revisione", si legge.

Ad agosto, tuttavia, il Dipartimento dell'Energia ha selezionato l'azienda per tre progetti su 11 selezionati nell'ambito del suo nuovo programma pilota di reattori (due assegnati direttamente a Oklo e uno alla sua divisione radioisotopi, Atomic Alchemy), che mirano a raggiungere la criticità di almeno tre concetti di reattori avanzati al di fuori dei laboratori nazionali entro il 4 luglio 2026.

Un aspetto fondamentale del programma è che consente agli sviluppatori privati ​​di costruire e gestire reattori utilizzando permessi rilasciati dal Dipartimento dell'Energia anziché licenze NRC. Il programma sfrutta l'autorità del Dipartimento dell'Energia ai sensi dell'Atomic Energy Act per esentare i reattori costruiti "su contratto con e per conto di" il dipartimento dai tradizionali requisiti di licenza NRC.

Ad agosto, DeWitte ha osservato che i decreti esecutivi del Presidente Trump del maggio 2025 stanno "preparando il terreno per percorsi di licenza completamente diversi", in cui "esiste un percorso che potenzialmente prevede una revisione normativa da parte del Dipartimento dell'Energia, la costruzione dell'impianto e la sua messa in funzione", il che potrebbe "accelerare considerevolmente i tempi" in alternativa al tradizionale percorso NRC. Per il progetto Aurora-INL di Oklo, questo aspetto crea potenzialmente un'opzione mentre l'azienda continua a perseguire la sua strategia di licenza combinata NRC.

In particolare, la NRC ha recentemente rivisto le scadenze del Nuclear Energy Innovation and Modernization Act (NEIMA) per allinearle ai periodi di 12 e 18 mesi citati nell'Ordine esecutivo 14300 ( che ordina la riforma della Nuclear Regulatory Commission ), stabilendo 18 mesi per tutte le licenze dei reattori ai sensi della Parte 52. (La misura, entrata in vigore il 23 maggio, ha anche stabilito vari obiettivi di 12 mesi per le modifiche delle licenze, i rinnovi e altre attività di regolamentazione.)

Parallelamente, l'azienda sta anche portando avanti i lavori per l' impianto di fabbricazione del combustibile Aurora-INL (A3F) , attualmente in fase di analisi di sicurezza da parte del Dipartimento dell'Energia (DOE), che include il completamento del progetto concettuale di sicurezza e lo sviluppo in corso dell'analisi preliminare di sicurezza. L'impianto produrrà combustibile per la centrale nucleare Aurora-INL di Oklo, che richiede uranio ad alto dosaggio e basso arricchimento (HALEU). Oklo prevede di approvvigionarsi di cinque tonnellate di HALEU dall'ex reattore EBR-II.

" Si prevede che il progetto creerà circa 370 posti di lavoro durante la costruzione e 70-80 posizioni a lungo termine altamente qualificate per gestire la centrale elettrica e l'A3F", ha osservato Oklo lunedì.

Oklo inaugura il primo impianto privato di riciclaggio del combustibile nucleare del Paese e punta alla partnership con TVA per il combustibile usato

L'inaugurazione dell'Aurora-INL, nel frattempo, segue i piani di Oklo, presentati il ​​5 settembre, per progettare, costruire e gestire il primo impianto di riciclaggio del combustibile nucleare finanziato privatamente negli Stati Uniti a Oak Ridge, nel Tennessee. L'azienda ha affermato che la fase iniziale di tale impianto ha garantito un investimento di 1,68 miliardi di dollari, che ne rafforzerebbero la costruzione e lo posizionerebbero potenzialmente in grado di iniziare a produrre combustibile all'inizio degli anni '30.

All'inizio di questo mese, Oklo ha anche fatto notare che è nelle prime trattative con la società federale TVA riciclare il combustibile nucleare esausto dell'azienda presso il nuovo impianto, esplorando al contempo la potenziale vendita di energia dalle future centrali di Aurora nel territorio di servizio di TVA. Se realizzata, la collaborazione potrebbe segnare "la prima volta che un'azienda di servizi pubblici statunitense esplora il riciclaggio del combustibile esausto in elettricità pulita utilizzando moderni processi elettrochimici, trasformando un'obsoleta passività in una risorsa e creando al contempo un approvvigionamento di combustibile sicuro per il futuro", ha affermato Oklo.

L'impianto di riciclaggio del combustibile nucleare del Tennessee, che dovrebbe segnare il primo impiego su scala commerciale della tecnologia di riciclaggio elettrochimico negli Stati Uniti, " recupererà materiale combustibile utilizzabile dal combustibile nucleare esausto e lo trasformerà in combustibile per reattori avanzati", compresi i reattori veloci come le centrali Aurora di Oklo. "Questo processo può ridurre i volumi di scorie per percorsi di smaltimento più economici, puliti ed efficienti", ha affermato l'azienda.

Oklo ha compiuto alcuni progressi nella dimostrazione della sua tecnologia di piroprocesso , tra cui un processo di riciclo end-to-end di successo con l'Argonne National Laboratory nel luglio 2024. In sostanza, il processo di piroprocesso di Oklo prevede la conversione del combustibile nucleare esaurito (SNF) proveniente da reattori ad acqua leggera (che si presenta sotto forma di ossido ceramico) in una forma metallica. La fase di preparazione iniziale rimuove l'ossigeno e prepara il combustibile per la separazione elettrochimica. Il combustibile esaurito metallico viene quindi immerso nell'ambiente di sali fusi, a cui viene applicata una corrente elettrica. Il processo di elettroraffinazione separa selettivamente i diversi componenti del combustibile esaurito, tra cui l'uranio, gli elementi transuranici (come il plutonio e gli attinidi minori) e i prodotti di fissione, tra cui una gamma di radioisotopi.

Parallelamente, Oklo ha studiato la possibilità di raccogliere i preziosi radioisotopi attraverso la sua sussidiaria strategica, Atomic Alchemy, con sede in Idaho . Atomic Alchemy , anch'essa selezionata nell'ambito del Reactor Pilot Program del Dipartimento dell'Energia, ha già avviato i lavori di caratterizzazione del sito di un impianto commerciale di produzione di isotopi presso l'INL e ha presentato una domanda di licenza per i materiali alla NRC per il suo impianto dimostrativo, che produrrà isotopi redditizi come primo passo verso le operazioni commerciali. La sussidiaria sta anche sviluppando il Versatile Isotope Production Reactor (Viper), che, a suo dire, è progettato come un approccio economicamente vantaggioso alla produzione di radioisotopi. DeWitte ha paragonato la tecnologia a "una versione Ford F-150 di un reattore che fa lo stesso lavoro" piuttosto che a "un'auto da corsa di Formula 1 personalizzata". Ciò consentirà all'azienda di "produrre neutroni a un costo inferiore rispetto a qualsiasi altra cosa per irradiare questi materiali e produrli", ha affermato.

Una svolta per il riciclaggio del combustibile nucleare negli Stati Uniti?

L'apertura dell'impianto in Tennessee segna un cambiamento radicale per la politica e l'industria nucleare statunitense, alle prese con una situazione di stallo nello smaltimento dei reattori nucleari a bassa energia (SNF) e con l'imminente carenza di combustibile HALEU necessario per i reattori avanzati. Secondo il Dipartimento dell'Energia (DOE) , oltre 95.000 tonnellate di SNF sono stoccate in sicurezza in 79 siti in oltre 30 stati.

COME POWER ha recentemente riferito che, sebbene il riciclaggio del combustibile nucleare non sia una novità, i precedenti tentativi di istituire il riciclaggio del combustibile nucleare negli Stati Uniti, risalenti agli anni '60 e '70, hanno vacillato a causa di ostacoli normativi, politici ed economici e hanno subito una battuta d'arresto quando il presidente Carter ha rinviato a tempo indeterminato il riprocessamento commerciale nel 1977. Lo slancio per il riciclaggio nucleare è aumentato vertiginosamente negli ultimi mesi, spinto da espliciti cambiamenti nella politica federale, tra cui gli ordini esecutivi del maggio 2025.

Allo stesso tempo, le prospettive di riciclaggio appaiono più interessanti, sostenute dalla crescente domanda di HALEU da parte di reattori avanzati, da miliardi di investimenti del settore privato in nuovi impianti dimostrativi, dai progressi tecnologici che riducono i costi di riciclaggio e migliorano la resistenza alla proliferazione, e dall'impegno attivo dell'NRC nei percorsi normativi. In generale, le prospettive di riciclaggio dipendono anche dalla riconsiderazione dell'SNF come risorsa di alto valore in grado di fornire un'enorme quantità di energia, mentre la riduzione dei volumi di scorie sta favorendo collettivamente il riciclaggio del combustibile nucleare negli Stati Uniti.

Ad agosto, DeWitte ha osservato che il riciclaggio offre una "massiccia riserva di materiale" poiché "il combustibile usato è effettivamente costituito per oltre il 90% da combustibile inutilizzato". In combinazione con la tecnologia dei reattori veloci di Oklo, consente un approccio "molto trasformativo in termini di costi", in cui "il combustibile effettivamente prodotto dal riciclaggio avrà un costo molto inferiore rispetto al combustibile fresco, ad esempio considerevolmente inferiore", ha affermato. Le scorte governative di materiali a base di uranio e plutonio downblended da sole "potrebbero essere trasformate in combustibile per oltre 3 GW di centrali elettriche" senza richiedere un ulteriore arricchimento, ha affermato.

"Il combustibile è uno degli input più importanti per il nucleare avanzato ed è uno dei settori in cui Oklo ha costruito un significativo vantaggio strategico", ha spiegato. "Il nostro progetto consente una strategia di combustibile differenziata, basata su tre fonti complementari: accesso alle scorte governative, partnership di fornitura commerciale e capacità di riciclaggio a lungo termine. Questo approccio offre maggiore flessibilità, controllo dei costi e resilienza rispetto ai modelli di combustibile tradizionali".

Mentre il DOE nel 2019 ha assegnato all'azienda 5 tonnellate metriche di HALEU Per la sua prima centrale elettrica INL, "siamo in una posizione unica per utilizzare le scorte di combustibile governative aggiuntive rese disponibili dai recenti ordini esecutivi, tra cui uranio arricchito e materiali a base di plutonio che non richiedono ulteriore arricchimento", ha affermato DeWitte. "Queste scorte, di fatto materiali di scarto che altrimenti sarebbero destinati a costosi programmi di smaltimento, possono invece essere trasformate in una risorsa produttiva per l'energia pulita da Oklo".

In secondo luogo, Oklo sta "collaborando con arricchitori come Centrus e Hexium per soddisfare le esigenze commerciali di HALEU sia a breve che a lungo termine", ha affermato DeWitte. L'azienda ha firmato un memorandum d'intesa con Centrus , che è "attualmente l'unico produttore nazionale di HALEU", per la fornitura di centrali elettriche Oklo per una rapida implementazione. Allo stesso tempo, Oklo sta collaborando con Hexium per esplorare un metodo di arricchimento basato sul laser , la separazione isotopica laser da vapore atomico (AVLIS) , che secondo DeWitte "ha il potenziale per modificare significativamente le curve di costo" e consentire "una produzione scalabile a costi inferiori nel tempo". Ha inoltre osservato che i progressi nella tecnologia laser degli ultimi 30-40 anni rendono questo "un momento interessante per questo" approccio, che potrebbe apportare "significativi miglioramenti in termini di efficienza, costi e caratteristiche operative" rispetto all'arricchimento tramite centrifuga.

In terzo luogo, "I nostri reattori veloci possono utilizzare materiale nucleare recuperato sia dalla flotta nucleare attuale che dai futuri reattori avanzati, consentendoci di riciclare il combustibile nel tempo e di costruire un modello di approvvigionamento a lungo termine verticalmente integrato", ha affermato. "Insieme, questi sforzi formano una strategia completa e resiliente per il combustibile, che supporta l'implementazione a breve termine, garantendo al contempo l'indipendenza dell'approvvigionamento a lungo termine".

— Sonal Patel è un caporedattore di POWER ( @sonalcpatel , @POWERmagazine ).