USA budują podziemny reaktor jądrowy 1,8 km pod ziemią. Energetyka wchodzi w nowy etap

W amerykańskim Kansas ruszył projekt, który może wywrócić do góry nogami myślenie o elektrowniach jądrowych i ich bezpieczeństwie.

Startup z Kalifornii rozpoczął wiercenie głębokich otworów, w których ma stanąć niewielki, ale niezwykle nietypowy reaktor. Zamiast ogromnych budynków i kopuł ochronnych nad ziemią, cała instalacja ma trafić do szybu sięgającego blisko dwóch kilometrów w głąb skał.

Reaktor niemal dwa kilometry pod ziemią – na czym polega pomysł?

Za projektem stoi firma Deep Fission, która chce wykorzystać coś, czego energetyka jądrowa praktycznie dotąd nie ruszała: naturalną geologię jako osłonę i „budynek” reaktora. Zamiast stawiać kolosa z betonu i stali, firma chowa reaktor w skałach, traktując je jak naturalny pancerz.

W Parsons w stanie Kansas rozpoczęło się wiercenie trzech otworów rozpoznawczych. Każdy ma mieć około 1830 metrów głębokości i zaledwie 20 centymetrów średnicy. To bardzo wąskie „studnie”, wiercone przy użyciu technologii dobrze znanej z branży naftowej i gazowej. Takie podejście ma jedną kluczową zaletę: jest dużo tańsze niż klasyczne budowanie elektrowni od zera.

Projekt zakłada, że pierwszy podziemny reaktor o mocy 15 megawatów ciepła ruszy w USA już w połowie 2026 roku, jeśli testy geologiczne potwierdzą założenia.

Dlaczego akurat Kansas?

Wybór lokalizacji nie jest przypadkowy. Kansas ma stosunkowo spokojne pod względem tektonicznym podłoże i dobrze rozpoznaną budowę geologiczną. W okolicy Parsons skały są zwarte, mało przepuszczalne i stabilne przez miliony lat. To idealne warunki, gdy ktoś chce „schować” reaktor tak głęboko, żeby nic z niego nie przedostało się na powierzchnię, nawet jeśli coś pójdzie nie tak.

Wiercenia rozpoznawcze służą głównie do sprawdzenia, czy modele geologiczne pokrywają się z rzeczywistością. Inżynierowie badają wytrzymałość kolejnymi warstw skał, ich szczelność, obecność wód podziemnych i ewentualnych uskoków. Dopiero po tych badaniach ma powstać czwarty otwór – docelowy, przeznaczony dla samego reaktora.

Jak ma wyglądać podziemna elektrownia jądrowa?

Docelowy otwór zostanie wypełniony wodą, a modułowy reaktor zostanie opuszczony pionowo na linach lub kablu. Konstrukcja ma działać podobnie do znanych w energetyce reaktorów wodnych, ale jest dostosowana do ograniczonej przestrzeni w szybie wierconym w skale.

Kluczową rolę odgrywa ogromna kolumna wody nad reaktorem. Na głębokości około 1800 metrów panuje ciśnienie sięgające około 160 atmosfer. To ciśnienie w naturalny sposób „zastępuje” część roli grubych stalowych zbiorników, które stoją w tradycyjnych elektrowniach na powierzchni.

• głębokość otworu: ok. 1830 m
• średnica otworu: ok. 20 cm
• moc reaktora: 15 MW termicznych (ok. 5 MW elektrycznych)
• planowana data osiągnięcia pracy ciągłej: lipiec 2026 r.
• szacowany czas budowy pojedynczej jednostki: ok. 6 miesięcy

Zamiast inwestować w żelbetowe kopuły, projekt korzysta z ciężaru wodnej kolumny i dziesiątek metrów skał jako naturalnego systemu ochronnego.

Skała zamiast betonowego sarkofagu

W klasycznych elektrowniach jądrowych ogromne budynki z betonu zbrojonego i stali mają powstrzymywać ewentualne uwolnienie substancji promieniotwórczych. Tutaj tę rolę ma przejąć sama geologia. Formacje skalne nad reaktorem tworzą grubą, nieprzepuszczalną barierę, która ma zatrzymać produkty rozszczepienia głęboko pod ziemią, nawet w skrajnym scenariuszu.

Według Deep Fission takie podejście pozwala radykalnie obniżyć koszty. Firma szacuje, że koszt zainstalowanego megawata można zmniejszyć nawet pięciokrotnie w porównaniu z dużymi elektrowniami jądrowymi budowanymi na powierzchni. Do tego dochodzi skrócenie czasu realizacji – z wielu lat do zaledwie kilku miesięcy.

Ekonomia małego, podziemnego reaktora

Projekt nie ma konkurować z gigantycznymi blokami jądrowymi o mocy rzędu 1000 MW. Chodzi o zupełnie inną skalę. Reaktor o mocy około 5 MW elektrycznych wystarcza, by zasilić np. zakład przemysłowy, większy ośrodek badawczy albo centrum danych wymagające ciągłego, stabilnego zasilania.

Startup mówi otwarcie o nowym modelu biznesowym: zamiast kilku dużych elektrowni, setki lub tysiące małych, rozmieszczonych bliżej odbiorców energii. To ma ograniczyć straty na przesyle i uniezależnić kluczowe obiekty od niestabilnych sieci.

Deep Fission zebrało już około 80 mln dolarów finansowania. Zwolennicy projektu liczą na to, że po udanym pilotażu podobne instalacje pojawią się w innych stanach, głównie tam, gdzie rośnie zapotrzebowanie na stałe i przewidywalne dostawy energii – jak przy gwałtownie rozwijających się farmach serwerowych i infrastrukturze AI.

Bezpieczeństwo: co się dzieje w razie awarii?

Projektanci mocno akcentują kwestię bezpieczeństwa. Reaktor wykorzystuje słabo wzbogacony uran, podobny do tego, który pracuje dziś w wielu blokach jądrowych na świecie. Różnica tkwi w geometrii i w fizycznym położeniu całej instalacji.

Jeśli dojdzie do nagłego zatrzymania pracy, ogromna kolumna wody nad rdzeniem zadziała jak naturalny system chłodzenia. Gorąca woda będzie unosić się do góry, zimniejsza spływać w dół – bez potrzeby używania pomp zasilanych prądem. To ma ograniczać ryzyko przegrzania paliwa nawet w sytuacji całkowitej utraty zasilania.

Główna idea: system ma być stabilny sam z siebie, dzięki siłom natury – grawitacji, ciśnieniu i przewodnictwu cieplnemu skał.

Istotna jest też geometria pionowego otworu. Wąski, cylindryczny szyb ma mniejszą podatność na wstrząsy sejsmiczne niż rozległy kompleks budynków na powierzchni. Fale sejsmiczne trudniej „rozbujać” taki układ, bo reaktor siedzi w głębi skały, a nie na szczycie fundamentów.

Dla kogo jest takie źródło energii?

Deep Fission celuje przede wszystkim w odbiorców przemysłowych i operatorów centrów danych. Te ostatnie zużywają rosnące ilości prądu, a jednocześnie nie mogą sobie pozwolić na częste przerwy ani gwałtowne wahania mocy. OZE, takie jak wiatr czy słońce, wymagają magazynów energii lub rezerwowych źródeł. Mały reaktor pod ziemią może pracować bez przerwy przez wiele miesięcy, bez wrażliwości na pogodę.

Atutem jest też niemal zerowa ingerencja w krajobraz. Na powierzchni wystarczy niewielka infrastruktura techniczna. Nie ma chłodni kominowych ani wielkich hal reaktora, które zwykle budzą opór lokalnych społeczności. Autorzy projektu twierdzą, że to może ułatwić uzyskiwanie zgód lokalnych władz i mieszkańców.

Co może pójść nie tak?

Lista pytań pozostaje długa. Regulacje w USA i w innych krajach zwykle są pisane pod klasyczne elektrownie jądrowe. Podziemny reaktor kilka kilometrów w dół to dla urzędników i inspektorów zupełna nowość. Proces licencyjny może się wydłużyć, bo trzeba przygotować nowe normy, procedury i wytyczne.

Istnieją też obawy dotyczące ewentualnego skażenia wód głębinowych w razie poważnej awarii. Projekt zakłada wybór skał o bardzo niskiej przepuszczalności, ale przeciwnicy energetyki jądrowej będą żądać szczegółowych analiz ryzyka. Wiele wskazuje na to, że największym wyzwaniem może być nie sama technologia, tylko przekonanie regulatorów i opinii publicznej.

Co ten projekt może znaczyć dla energetyki jądrowej?

Najciekawszy jest sam kierunek: przesunięcie akcentu z gigantycznych, wielomiliardowych inwestycji na mniejsze, powtarzalne moduły, które da się seryjnie produkować i szybko uruchamiać. To bliskie koncepcji SMR (Small Modular Reactors), ale w znacznie bardziej radykalnej wersji – z wejściem głęboko pod ziemię.

Jeśli takie rozwiązania się przyjmą, energetyka jądrowa może stać się bardziej „rozproszona”, podobnie jak już dziś fotowoltaika czy farmy wiatrowe. Zamiast jednego, strategicznego punktu w systemie, powstałaby sieć wielu mniejszych źródeł, które łatwiej dopasować do lokalnych potrzeb.

Dla krajów planujących rozwój energetyki jądrowej, w tym dla Polski, tego typu projekty są ciekawym polem do obserwacji. Pokazują, że przyszłość atomu nie musi ograniczać się wyłącznie do ogromnych reaktorów na wybrzeżu czy przy dużych rzekach. Jednocześnie rodzi to pytania o dostosowanie prawa, model odpowiedzialności za podziemne instalacje i długi horyzont ich eksploatacji.

W szerszym kontekście dyskusji o transformacji energetycznej podziemne reaktory dokładają nową opcję do miksu: małe, stabilne źródło prądu, które może pracować obok farmy wiatrowej czy dużej instalacji fotowoltaicznej, wyrównując wahania produkcji. Jeśli projekt w Kansas się powiedzie, podobnych pomysłów może się pojawić znacznie więcej – zarówno w USA, jak i w innych krajach, gdzie istnieje dobra baza geologiczna i rozwinięty sektor wierceń głębokich.