Nuklearni breed reaktori s potpunim iskorištenjem nuklearnog goriva razvijaju se od 1951. godine no do danas su zaživjeli u nekoliko aktivnih reaktora koji će se koristiti za razvoj nove nuklearne tehnologije. Priča o nuklearnim breed reaktorima počela je s 4 sijalice u Idahu, SAD i traje sve do danas kada je aktivan najveći breed reaktor snage 880 MW u Rusiji. Velika razlika ovih reaktora u odnosu na klasične nuklearne reaktore je u činjenici da breed reaktori mogu iskoristiti 99% nuklearnog goriva koje se ubaci u reaktor s minimalnim generiranjem nuklearnog otpada. Razvoj breed reaktora je zasustavljen jer se u njima od uranija generira u potpunosti plutonij koji se može koristiti za stvaranje nuklearnih bombi pa je strah od nekontroliranog stvaranja nuklearnih bombi ograničio civilizaciju na korištenje fosilnih goriva.

Zamislite pustinju Idaha u hladnoj zimi 1951. godine: mala grupa znanstvenika, okružena snježnim nanosima, stoji pred skromnim betonskim zdanjem, srca punih nade i straha. Unutra, Experimental Breeder Reactor-I (EBR-I) tiho zuji, a onda čudo se događa. Četiri obične 50 wattne sijalice zasjaju, napajane energijom iz nuklearne fisije. To nije bio samo tehnički trijumf već to je bio trenutak koji je obećavao budućnost u kojoj bi energija bila beskrajna, čista i sigurna, poput vječnog plamena koji se hrani sam sobom. Znanstvenici su se grlili, znajući da su otvorili vrata eri gdje bi čovječanstvo moglo pobijediti ovisnost o fosilnim gorivima, ali nisu znali da će ta vizija biti zakopana pod slojevima straha, birokracije i političkih odluka, poput blaga koje čeka hrabre istraživače i inženjere da ga iskopaju. Danas, 74 godine kasnije, dok svijet ulaže 2,8 trilijuna dolara godišnje u subvencije za obnovljive izvore poput vjetra i sunca, tri operativna i dva gotovo spremna breed reaktora demonstriraju tu viziju jer iz samo jednog kilograma uranija ili torija mogu izvući dovoljno energije da opskrbe stotinu kućanstava cijelu godinu dana, umjesto samo jednog dana kao u konvencionalnim reaktorima. Ova tehnologija nije samo obećanje budućnosti jer ona je već tu, a njezina povijest proteže se duboko u prošlost, puna inovacija, izazova i političkih preokreta, ali i nevjerojatne upornosti znanstvenika koji su vjerovali u njezin potencijal, čak i kad su vlade zatvarale programe, a javnost se bojala nepoznatog, poput moreplovaca koji plove kroz oluje prema obećanoj zemlji. U tom kontekstu, nuklearni otpad predstavlja jedan od najvećih izazova tradicionalne nuklearne energije: klasični lakovodni reaktori (LWR) iskorištavaju samo mali dio uranijevog goriva (oko 1%), ostavljajući većinu neiskorištenog uranija-238 kao visokoradioaktivni otpad koji se mora skladištiti tisućama godina, stvarajući ekološki i sigurnosni teret za buduće generacije. Međutim, breed reaktori nude rješenje jer oni mogu koristiti taj "otpad" kao gorivo, pretvarajući ga u energiju kroz zatvoreni ciklus, gdje se neiskorišteni uranij-238 transmutira u fisibilni plutonij-239, iskorištavajući do 99% potencijala i smanjujući volumen otpada za faktor 100, a radioaktivnost za 1.000 puta. Ovo nije samo teorija već postojeći otpad iz LWR-a mogao bi postati gorivo za stoljeća čiste energije, rješavajući problem nasljeđa otpada i pretvarajući ga u resurs, poput alhemičarskog procesa koji pretvara olovo u zlato.

Priča o breed reaktorima nije samo suhoparna kronologija datuma i brojki već je ona priča o ljudskoj domišljatosti koja je izazivala granice fizike, suočavala se s nesrećama poput Chernobyla i Fukushime, iako ti incidenti nisu bili vezani uz breedere, i nastavila gurati naprijed unatoč ekonomskim olujama i javnom strahu. Zamislite mlade inženjere u laboratorijima 1950-ih, koji su noćima bdjeli nad prvim prototipovima, sanjajući o svijetu bez dimnjaka i naftnih bušotina, samo da bi njihovi snovi bili ugušeni političkim odlukama. To je priča o reaktorima koji ne samo da proizvode energiju, već i stvaraju novo gorivo iz "nuklearnog otpada", pretvarajući ono što se smatralo nuklearnim problemom u rješenje za globalnu energetsku krizu, i o generacijama koje su čekale da ta vizija postane stvarnost, unatoč preprekama koje su ih usporavale, poput rijeke koja se probija kroz stijene prema moru.

POVIJEST RAZVOJA BREED NUKLEARNIH REAKTORA

Povijest razvoja ovih breed reaktora može se pratiti kroz niz ključnih događaja i prototipa, počevši od ranih 1940-ih godina, kada su teorijski koncepti postali stvarnost, poput sjemena koje klija u plodno tlo. Prvi koraci bili su uglavnom teorijski i eksperimentalni, a zatim su se razvili u praktične primjene koje su obećavale revoluciju, mijenjajući način na koji čovječanstvo gleda na energiju. Međutim, ova priča nije bez tama jer razvoj breed reaktora bio je zaustavljen u SAD-u i Europi iz složenih razloga, koji nisu bili isključivo ekonomski. U SAD-u, predsjednik Jimmy Carter 1977. godine donio je odluku o restrukturiranju programa, zabranivši komercijalno recikliranje plutonija i odgodivši razvoj Clinch River Breeder Reactor-a, uglavnom zbog straha od proliferacije nuklearnog oružja jer plutonij proizveden u breederima mogao bi se zloupotrijebiti za nuklearne bombe, što je bilo posebno osjetljivo usred Hladnog rata i nakon Indijskog nuklearnog testa 1974. godine, gdje je Indija koristila plutonij iz civilnog reaktora za izradu nuklearnog oružja. Ovaj strah bio je glavni motiv: breederi su viđeni kao "tvornice plutonija", materijala koji se može koristiti za nuklearne bombe, a američka administracija bojala se da bi tehnologija mogla pasti u ruke neprijateljskih država ili terorista, dovodeći do globalnog nuklearnog širenja i eskalacije oružane utrke. Ekonomski razlozi, poput visokih troškova (breederi su bili 25% skuplji od konvencionalnih reaktora) i pada cijene uranija, također su igrali ulogu, ali glavni strah bio je sigurnosni i geopolitički: bojazan da bi tehnologija mogla osloboditi "Pandorinu kutiju" nezaustavljivog oružja, unatoč njihovom potencijalu za čistu energiju, poput mača s dvije oštrice koji je previše opasan za korištenje. Ova odluka kritizirana je jer je favorizirala klasične reaktore koji stvaraju ogromne količine nuklearnog otpada odnosno neiskorištenog nuklearnog goriva koje se baca, dok bi breederi potpuno iskoristili gorivo, ostavljajući minimalni radioaktivni otpad. Umjesto da se ulaže u recikliranje i efikasnost, svijet se okrenuo tehnologijama koje su ostavljale nasljeđe otpada za buduće generacije, poput bacanja blaga u smeće zbog straha od lopova. U Europi, slični razlozi doveli su do zatvaranja projekata pa je Francuska zatvorila Superphénix 1997. zbog političkog pritiska ekoloških grupa i javnog otpora nakon Chernobyla, a Njemačka i UK su napustile nuklearne programe zbog kombinacije ekonomije, sigurnosnih incidenata i anti-nuklearnih pokreta, gdje je strah od plutonija bio katalizator za "zeleni" otpor. Nije bilo samo o novcu već je to bila era straha od "nuklearne apokalipse", gdje su breederi viđeni kao most prema oružju masovnog uništenja, umjesto prema održivoj energiji i napretku civilizacije.

Davne 1943. godine, mađarski fizičar Leo Szilard patentirao je koncept breed reaktora, predlažući kako bi se uranij-238 mogao pretvoriti u plutonij-239, stvarajući time lančanu reakciju koja proizvodi više goriva nego što ga troši. Taj idejni korak bio je poput sjemena koje će izrasti u cijelu eru nuklearne inovacije, nadahnuvši generacije znanstvenika da sanjaju o beskrajnom ciklusu nuklearne energije. Tri godine kasnije, 1946., u Los Alamosu u SAD-u pokrenut je Clementine, prvi operativni brzi reaktor na svijetu. Ovaj reaktor imao je snagu od samo 25 kW toplinske energije, koristio je živu (Hg) za hlađenje i plutonijsko gorivo, ali nije proizvodio električnu energiju. Jezgra mu je bila mala, promjera samo 15 cm, a Enrico Fermi, jedan od pionira, tada je rekao: "Clementine je bio naš prvi korak u brze neutrone." Bio je to skroman početak, ali je dokazao da brzi neutroni mogu održati reakciju bez moderacije, otvarajući put za efikasnije iskorištenje nuklearnog goriva, poput otvaranja skrivenog blaga u atomu.

Sljedeći veliki napredak dogodio se 1951. u Idahu s EBR-I, koji je dosegao 1,4 MW toplinske snage i proizveo 200 kW električne energije. Koristio je natrij-kalij za hlađenje i Mark-I gorivo na bazi uranija-235, s breeding omjerom (BR) od 1,01. Walter Zinn, direktor laboratorija Argonne, tada je izjavio: "Danas smo upalili svjetlo budućnosti." Taj trenutak nije bio samo tehnički već je bio simboličan, jer je pokazao da nuklearna energija može biti samoodrživa, poput vječnog plamena koji se hrani sam sobom, nadahnuvši svijet da pomisli na kraj ere ugljena i nafte. Samo dvije godine kasnije, 1953., isti EBR-I dokazao je breeding: za svaku fisiju uranija-235 proizveden je 1,01 atom plutonija-239, što je potvrdilo mogućnost stvaranja više goriva i otvorilo viziju beskrajnih energetskih resursa, poput pronalaska fontane mladosti u svijetu energije.

Do 1963. godine, SAD je lansirao EBR-II, također u Idahu, sa 62 MW toplinske snage i 20 MW električne. Ovaj natrijev reaktor koristio je gorivo U-10Zr i radio je bez ijedne nesreće punih 30 godina, postavši simbol pouzdanosti usred hladnog rata. Charles Till iz Argonne laboratorija kasnije je rekao: "EBR-II je dokazao da breederi mogu raditi sigurno desetljećima." Godinu dana kasnije, 1964., pokrenut je Enrico Fermi-1 u Michiganu, s 200 MW toplinske i 61 MW električne snage. Koristio je natrij za hlađenje, ali je doživio djelomično taljenje jezgre 5. listopada 1966., gdje je oštećeno trećina goriva. Ipak, reaktor je oporavljen 1970., a NRC izvješće iz 1968. navodi: "Nesreća Fermi-1 nas je naučila pasivnoj sigurnosti." Ova nesreća nije zaustavila napredak; naprotiv, dovela je do poboljšanja dizajna, poput boljih sustava za detekciju i hlađenje, pokazujući kako se iz grešaka rađaju jači sistemi, poput feniksa koji se diže iz pepela.

Sedamdesetih godina, Sovjetski Savez je preuzeo vodstvo s BN-350 u Aktauu, Kazahstan, koji je imao 1000 MW toplinske snage i proizvodio je 150 MW električne energije plus 120.000 kubnih metara desalinizirane vode dnevno. Koristio je MOX gorivo i radio je do 1999. godine, pokazujući multifunkcionalnost breed tehnologije u pustinjskim uvjetima gdje je voda jednako vrijedna kao i struja. Rosatomova arhiva iz 1973. bilježi: "BN-350 je bio naša prva komercijalna pobjeda." Istodobno, Francuska je 1973. pokrenula Phénix u Marcouleu, s 563 MW toplinske i 250 MW električne snage, natrijem hlađen i BR-om od 1,16. Ovaj reaktor radio je 35 godina, s preko 100.000 sati rada, a CEA je 2009. izjavila: "Phénix je pokazao da možemo reciklirati gorivo beskonačno." Bio je to dokaz da breederi nisu samo laboratorijski eksperimenti, već praktični izvori energije koji mogu hraniti gradove, poput srca koje kuca u ritmu budućnosti.

Osamdesete godine donijele su Superphénix u Francuskoj, započet 1980., s nevjerojatnih 3000 MW toplinske i 1240 MW električne snage što je najveći breeder ikad. Koristio je MOX i UO₂ gorivo s BR-om od 1,2, ali je zatvoren zbog političkih razloga usred ekoloških prosvjeda. EDF je 1997. rekao: "Superphénix je bio tehnički uspjeh, politički neuspjeh." Međutim, 1986. godine dogodio se Chernobyl koji nije bio breed reaktor no ta nesreća zaustavila je globalni entuzijazam za nuklearnom energijom stvarajući val straha koji je usporio programe. Snovi o beskrajnoj energiji zasjenjeni su noćnim morama mogućih nuklearnih nesreća. Postoje špekulacije, kroz tezu da su Chernobyl i kasnija Fukushima 2011. bile ciljano kreirane "false flag" operacije da se zaustavi razvoj nuklearne energije, poput sabotaže koja štiti interese moćnih lobija. Ako pratimo princip "follow the money", svi putovi vode prema naftnoj industriji, kojoj bi bilo najviše u interesu da se zaustavi nuklearni napredak jer bi jeftina, čista nuklearna energija uništila njihove profite od fosilnih goriva. Teorije zavjere sugeriraju da su nesreće, sa svojim savršenim tajmingom nakon ulaganja u nuklear, bile orkestrirane da stvore javni strah, poput holivudskog scenarija gdje se heroji bore protiv skrivenih neprijatelja. Iako nema dokaza, ove teze ističu kako su nesreće Chernobyl s njegovim dizajnerskim greškama i ljudskim faktorom, i Fukushima s tsunamijem poslužile kao katalizatori za anti-nuklearne pokrete, usporavajući tehnologiju koja bi mogla riješiti klimatske probleme, poput udara munje koji gasi baklju nade.

Devedesete su vidjele Monju u Japanu, kritičan 1994., sa 714 MW toplinske i 280 MW električne snage. Doživio je curenje natrija 1995. (300 kg) i zaustavljen je 2010. JAEA je 2018. rekla: "Monju je bio žrtva politike, ne tehnologije." U novom tisućljeću, Kina je 2010. pokrenula CEFR u Beijing, sa 65 MW toplinske i 20 MW električne snage, MOX gorivom i BR-om od 1,05. CIAE je 2011. izjavila: "CEFR je naš EBR-II."

Današnji vrhunac je BN-800 u Rusiji, komercijalan od 2016., sa 2100 MW toplinske i 880 MW električne snage. Koristi MOX gorivo (17–26% plutonija), ima 223 gorivne sastavnice i proizveo je preko 50 TWh do 2025. Rosatom je izjavio: "BN-800 je dokaz da breederi rade komercijalno." U Indiji, PFBR u Kalpakkamu, s 1250 MW toplinske i 500 MW električne snage, očekuje kritičnost u prvom kvartalu 2026. DAE je 2025. rekao: "PFBR će Indiji dati energetsku neovisnost."

Kina je 2023. pokrenula TMSR-LF1 u Wuweiu, prvi operativni torijski MSR s 2 MW toplinske snage, a 2024. Natrium u SAD-u, sa 840 MW toplinske i 345 MW električne snage plus 500 MWh skladištenja, uz početak gradnje 2026. Bill Gates iz TerraPowera kaže: "Natrium će raditi s vjetrom i suncem 24/7." Ovi reaktori nisu samo brojke već su oni živi dokaz da se vizija iz 1951. ostvaruje, pretvarajući nuklearnu energiju u alat za borbu protiv klimatskih promjena noseći nadu prema svjetlijoj budućnosti.

BREEDERI U RAZVOJU: RUSKI BN-1200, AMERIČKI NATRIUM I KINESKI CFR-600

Dok operativni breederi poput BN-800 dokazuju tehnologiju, tri velika projekta u razvoju ruski BN-1200, američki Natrium i kineski CFR-600 predstavljaju sljedeći korak u razvoju nuklearne tehnologije i to svaki sa svojim jedinstvenim izazovima i inovacijama, poput trojice pionira koji istražuju nepoznate teritorije, gurajući granice civilizacije prema globalnoj energetskoj revoluciji.

Ruski BN-1200, nasljednik BN-800, razvija se u Beloyarsku NPP pod Rosatomom, s ciljem da postane industrijski standard Gen-IV reaktora. Projektna dokumentacija bit će podnesena za pregled 2025., konstrukcija počinje 2027., a cilj je operativnost 2034. Snaga je impresivna: 2900 MW toplinske i 1220 MW električne, koristeći MOX, UN ili PuN gorivo s BR-om >1, omogućujući recikliranje otpada iz LWR-a. Jezgra je natrij hlađena, s fokusom na pasivnu sigurnost i ekonomiju jer troškovi su optimizirani za 20% niže od prethodnika. Zamislite ga kao evoluciju: BN-1200 će "požderati" postojeći nuklearni otpad, proizvodeći energiju za stoljeća, ali izazovi uključuju koroziju natrija dok je rješenje primjenom novih legura poput oklopa koji štiti reaktor.

Američki Natrium, razvijan od TerraPowera (podržan Billom Gatesom), je modularni reaktor hlađen tekućim solima vrste brzog reaktora, a razvija se u Kemmereru, Wyoming. Status 2025.: NRC izdao EIS u oktobru, finalna sigurnosna evaluacija u prosincu, početak gradnje 2026., cilj je 2030. za pokretanje reaktora. Snaga: 345 MWe bazno + 500 MWh spremište rastaljene soli, koristeći HALEU metalno gorivo (U-Pu-Zr), s BR-om ~1,1. Ovo je hibridni reaktor jer integrira skladištenje energije za obnovljive, omogućujući vršnu snagu do 500 MWe. Poput pametnog sustava, koristi pasivno hlađenje gravitacijom, bez pumpi, smanjujući rizik taljenja. Izazovi su geopolitički jer reaktor koristi rusko HALEU nuklearno gorivo, ali Natrium obećava revoluciju u elektroenergetskoj mreži, poput mosta između nukleara i zelenih izvora, spajajući prošlost i budućnost.

Kineski CFR-600 je brzi breeder reaktor u Xiapuu, Fujian. Reaktor je duo jedinica pri čemu je prvi reaktor operativan od 2023. dok je drugi reaktor u izgradnji. Krajnji cilj pokretanja je 2026. za potpunu operativonst sustava. Snaga: 1500 MWth / 600 MWe, 41% efikasnosti, MOX gorivo s 100 GWd/t, reaktor je hlađen natrijem. Dio Gen-IV, CFR-600 reciklira nuklearni otpad smanjujući volumen za 100x, ali kontroverzan je zbog plutonija (moguća proliferacija, iako Kina tvrdi civilnu upotrebu). Reaktor omogućuje 100 puta više energije iz istog goriva s testovima tehnologije koja štiti od taljenja reaktora. Izazovi se vrte oko sigurnosti i ekonomije, ali Kina vidi reaktor kao ključ za neovisnost simbolizirajući moć Azije u energetskoj utrci.

SIGURNOST BREED REAKTORA – OD NESREĆA DO PASIVNE ZAŠTITE

Sigurnost je uvijek bila srž nuklearne energije, a breed reaktori su se razvijali upravo s fokusom na poboljšanju tih aspekata, poput gradnje neprobojnog štita oko plamena koji gori unutar jezgre, gdje svaki dizajn uči iz prošlih grešaka kako bi spriječio buduće katastrofe. Za razliku od starijih dizajna, moderni breed reaktori poput BN-800 ili Natriuma koriste pasivne sigurnosne značajke koje ne ovise o ljudskoj intervenciji ili električnoj energiji, već na samoj fizici materijala. Na primjer, u natrij-hlađenim reaktorima, niski tlak (manje od 1 atmosfere) smanjuje rizik od eksplozije, a metalno gorivo se širi pri visokim temperaturama, automatski usporavajući reakciju i sprječavajući taljenje jezgre, poput prirodnog mehanizma koji gasi vatru prije nego što se razbukta. Ovo je ključna razlika u usporedbi s klasičnim nuklearnim reaktorima koji se hlade vodom pod tlakom (PWR – Pressurized Water Reactors), gdje voda cirkulira pod ekstremnim tlakom od oko 150 atmosfera, što je poput držanja pare u loncu pod pritiskom koji može eksplodirati ako se izgubi kontrola. U slučaju nesreće, poput Fukushime ili Chernobyla, tlak u PWR-ima može dovesti do eksplozije pare, oslobađajući radioaktivne materijale u okolinu, jer se voda pod tlakom može pretvoriti u paru eksplozivno ako dođe do curenja ili gubitka hlađenja. Nasuprot tome, breederi rade na atmosferskom tlaku (1 atm), gdje nema tog rizika od "tlaka eksplozije" jer rashladno sredstvo (natrij ili sol) ostaje stabilno čak i pri visokim temperaturama, a pasivni sustavi poput gravitacijskog hlađenja omogućuju da se toplina prirodno rasprši bez pumpi ili struje, čineći ih inherentno sigurnijima. Prema IAEA, ovi dizajni smanjuju vjerojatnost teških nesreća za faktor 10 u odnosu na PWR, jer nema potrebe za aktivnim sustavima koji se mogu pokvariti. Ovo je poput usporedbe automobila sa zračnim jastucima koji se aktiviraju sami, nasuprot starijim modelima koji ovise o vozaču. Tehnologija se razvija na iteracijama gdje se svaki novi reaktor gradi na prethodnima, poboljšavajući sigurnost kroz testove i podatke, ali političke odluke usporile su broj ovih iteracija nuklearne tehnologije zbog malog broja razvijenih nuklearnih breed reaktora, ostavljajući nas sa samo nekoliko operativnih jedinica umjesto stotina, poput sporog hoda umjesto trka, gdje su izgubljene prilike za brži napredak.

Rekordi pokazuju da su breed reaktori izuzetno sigurni. EBR-II radio je 30 godina bez nesreća, a BN-800 ima višestruke neovisne sustave za isključenje reaktora, uključujući gravitacijsko hlađenje i automatske senzore koji reagiraju brže od ljudskog oka. PFBR u Indiji ima dva neovisna sustava za brzo gašenje, s diverzifikacijom logike i mehanizama, što osigurava da čak i u slučaju kvara jednog, drugi preuzme, poput rezervnog padobrana u skoku. U povijesti, nesreće poput Fermi-1 bile su ograničene i dovele su do poboljšanja, a nema velikih incidenata poput Chernobyla u breeder reaktorima. Zapravo, SFR (natrij-hlađeni) imaju dugi termalni odziv do sat vremena za reakciju na problem te veliku marginu do ključanja rashladnog sredstva, čineći ih poput stabilnog broda u oluji.

Naravno, izazovi postoje: natrij može reagirati s vodom, ali moderni dizajni poput Natriuma koriste sustave bez vode i napredne legure za koroziju, poput zaštitnog sloja koji čuva jezgru od vanjskih utjecaja. Ukupno, sigurnosni rekord breed reaktora pokazuje da su oni ne samo efikasni, već i pouzdani, s manjim rizikom od tradicionalnih nuklearnih ili fosilnih izvora, gdje su eksplozije plina ili požari svakodnevna prijetnja.

TORIJSKI REAKTORI I TEHNOLOGIJA TEKUĆIH SOLI

Torijski reaktori predstavljaju poseban ogranak breed tehnologije, koristeći torij-232 koji je obilniji od uranija i to do tri - četiri puta obilniji u Zemljinoj kori. Torijski reaktori proizvode manje nuklearnog otpada čineći ih idealnim za dugoročnu održivost poput prirodnog resursa koji se obnavlja sam od sebe. U torijskim reaktorima se koristi postojeći "nuklearni otpad" iz klasičnih LWR reaktora jer oni koriste samo mali dio nuklearnog goriva (oko 1%). Ostatak neiskorištenog uranija se baca kao nuklearni otpad no može se potpuno iskoristiti u SMR breed tehnologiji, pretvarajući milijune tona nuklearnog otpada u gorivo za iduća stoljeća. Zamislite torij kao skriveni dragulj jer on nije fisibilan sam po sebi, ali brzi neutroni ga pretvaraju u uranij-233, fisibilni izotop koji oslobađa energiju u lančanoj reakciji. Ovo omogućuje breeding omjer veći od 1, gdje se proizvodi više goriva nego što se troši, a nuklearni otpad je uglavnom kratkoživući, raspadajući se za stotine godina umjesto milijuna. Torijski ciklus je poput savršenog kruga: Th-232 apsorbira neutron, postaje Th-233, zatim Pa-233 (koji se može ekstrahirati online), i konačno U-233, koji fisira i oslobađa energiju. Ovo minimizira proliferaciju jer U-233 često dolazi kontaminiran s U-232, koji emitira jake gama zrake, čineći ga nepraktičnim za nuklearno oružje.

Molten salt reaktori (MSR) su srž torijske tehnologije, gdje se gorivo rastvara u tekućoj soli umjesto da bude u čvrstim štapovima, omogućujući kontinuirani rad bez zaustavljanja. Zamislite MSR kao rijeku koja teče gdje sol (poput LiF-BeF₂) služi i kao rashladno sredstvo i kao nositelj goriva, cirkulirajući kroz jezgru na temperaturama od 600–700 °C, što povećava efikasnost turbine na preko 45 posto. Niski tlak (oko 1 atmosfere) eliminira rizik od eksplozije, a sol se može "zamrznuti" na 450 °C u slučaju kvara, automatski zaustavljajući reakciju poput sigurnosnog ventila koji se aktivira sam. Online refueling je revolucionaran jer gorivo se dodaje i otpad se uklanja bez gašenja reaktora, poput zamjene guma na autu koji vozi autocestom. Korozija otopljenih soli je izazov, ali napredne legure poput Hastelloy-N rješavaju to, čineći MSR-ove dugovječnima.

TMSR-LF1 u Kini, lociran u pustinji Gobi u Wuweiu, je prvi operativni torijski reaktor s molten salt tehnologijom, poput pionira koji korača nepoznatim terenom. Ima snagu od 2 MW toplinske energije, koristi gorivo na bazi ThF₄ i UF₄ u mješavini LiF-BeF₂-ZrF₄ soli (u omjeru 66-20-13-1 mol%), s volumenom jezgre od 1,68 kubnih metara i protokom soli od 50 kg po sekundi. Temperature su visoke: ulazna 630 °C, izlazna 650 °C, što omogućuje efikasnost turbine veću od 45 posto. Posebno je zanimljivo što reaktor podržava online refueling bez gašenja. prvi takav postupak izvršen je u travnju 2025., gdje je dodano 5 kg torija, dokazujući da MSR može raditi mjesecima bez prekida. Sigurnost je inherentna: sol se smrzne na 450 °C, što automatski zaustavlja reakciju, i nema rizika od vodikove eksplozije jer nema vode u sustavu. Performanse uključuju konverzijski odnos od 0,1 koji će se povećati na 1,05, a Dr. Jiang Mianheng, direktor SINAP-a, rekao je 2025.: "TMSR-LF1 je dokaz da torij može raditi bez plutonija i bez oružja."

Sljedeći u nizu je TMSR-LF2, s 10 MW toplinske snage, trenutno u izgradnji u Gobi pustinji, fokusiran na puni Th-U233 ciklus, gdje će se torij pretvarati u uranij-233 u kontinuiranom procesu, testirajući skalabilnost za veće jedinice. Zatim slijedi TMSR Demo, s 100 MW toplinske i 60 MW električne snage, čiji početak izgradnje je planiran za 2025., kao komercijalni prototip koji će testirati integraciju s električnom mrežom i obnovljivim izvorima. U Indiji, AHWR-300 je u fazi dizajna u BARC-u, s 300 MW električne snage, vodenim hlađenjem i BR-om od 0,9 ili više, kombinirajući torij s tradicionalnim uranijem za tranziciju, ali s elementima sustava od tekućih soli u hibridnom dizajnu, poput mosta između starog i novog.

Prednosti torijskih MSR-ova su ogromne jer omogućuje 99,9 posto iskorištenje goriva zahvaljujući online ekstrakciji protaktinija-233. Reaktor proizvodi samo 1/1000 radioaktivnosti u usporedbi s lakovodnim reaktorima, a proliferacija je minimalna jer je uranij-233 kontaminiran uranijem-232, koji emitira jake gama zrake i čini ga neupotrebljivim za nuklearno oružje. Ovi reaktori nisu samo tehnički napredak već su oni priča o prelasku na čistiju,sigurniju nuklearnu eru gdje se obilje torija koristi za napajanje svijeta bez emisija. Reaktori osiguravaju da se postojeći "nuklearni otpad" iz LWR-a potpuno reciklira u SMR breederima. Postojeći LWR reaktori koriste samo mali dio goriva dok se ostatak neiskorištenog uranijskog goriva baca.

ZAŠTO JE TREBALO 74 GODINE? – MIŠLJENJA STRUČNJAKA

Razlozi za spor napredak nuklearne tehnologije su višestruki, ali oni pripovijedaju priču o sukobu između inovacije i straha, gdje su političari i javnost često kočili ono što su znanstvenici gurali naprijed, poput broda koji plovi protiv vjetra.

Dr. Jessica Lovering iz Breakthrough Institutea kaže: "Nuklearna industrija je žrtva vlastitog uspjeha jer bila je previše sigurna, pa je postala preskupa."

Alexey Likhachov, direktor Rosatoma, dodaje: "Svaki put kad zatvorimo breeder program, mi bacamo 99 % energije u smeće."

Mike Laufer, CEO Okloa, kritizira: "Regulativa je ubila inovaciju. NRC traži 10.000 stranica za svaki vijak."

Sam Altman iz OpenAI-a predviđa: "AI data centri će tražiti 100 GW firm powera do 2030. – breederi su jedini odgovor."

Ovi glasovi ističu da je usporavanje bilo više političko i ekonomsko nego tehničko, s nesrećama poput Three Mile Islanda 1979. i Fukushime 2011. koje su stvorile javni otpor, unatoč činjenici da su breed reaktori dizajnirani da izbjegnu takve scenarije, poput broda koji plovi kroz oluju bez potonuća.

Analiza cijene izgradnje nuklearnih elektrana otkriva duboki problem: tradicionalne velike elektrane, poput Vogtle u SAD-u, koštaju 10–15 milijardi dolara po GW, s troškovima izgradnje od 5000–7000 dolara po kW, zbog jednokratnih dizajna i regulatornih kašnjenja. Problem leži u maloj serijskoj proizvodnji: svaka elektrana je "custom" projekt, opterećen visokim troškovima razvoja (npr. beton za nuklearke je 50% skuplji od običnog), što diže cijenu za mali broj jedinica. Rješenje je visokoserijska proizvodnja velikog broja SMR malih reaktora, gdje troškovi padaju na 3000–5000 dolara po kW, s LCOE od 60–80 dolara po MWh, jer se moduli proizvode u tvornicama poput aviona, smanjujući kašnjenja i rizike. Ovo bi omogućilo skalabilnost, poput prelaska s ručne izrade na linijsku proizvodnju, čineći nuklearnu energiju konkurentnom fosilnim gorivima. Postojeći SMR, poput NuScale, imaju troškove izgradnje 3,000-6,000 $/kW, ali projekcije pokazuju pad na <£70/MWh LCOE za Rolls-Royce SMR do 2030. Budućnost SMR industrije je svijetla jer će tržište porasti na $5.17B do 2035. s CAGR od 42.31%, generirajući tisuće radnih mjesta dok jedan SMR može stvoriti 7.000 poslova i $1B prodaje. S pretpostavkom da će se dio radnih mjesta zatvoriti u naftnoj industriji (milijuni globalno), prekvalifikacija će omogućiti prelazak u nuklearni sektor, gdje će se otvoriti nova radna mjesta u proizvodnji, održavanju i sigurnosti, poput vala migracije prema novim rudnicima zlata, gdje će 10.000 radnika u fosilnim gorivima postati 15.000 u nuklearoj industriji kroz obuku.

USPOREDBA GUSTOĆE ENERGIJE UZ 99 % ISKORIŠTENJA GORIVA 

Jedan od najfascinantnijih aspekata breed reaktora je njihova nevjerojatna energijska gustoća jer količina energije koju se može izvući iz samo jednog kilograma nuklearnog goriva je poput koncentriranog eliksira. U klasičnim lakovodnim reaktorima (LWR), koji koriste otvoreni ciklus, iskorištenje goriva je samo 4–5 posto, što znači da iz jednog kilograma uranija dobijete oko 25.000 kWh energije, a otpad po teravat-satu iznosi 250 kg s radioaktivnošću koja traje 10.000 godina. To je impresivno u usporedbi s fosilnim gorivima, ali breederi idu korak dalje dok sa zatvorenim ciklusom korisnost doseže 95–99 posto i pri tome dajući nevjerojatnih 2,5 milijuna kWh iz istog kilograma uranija, a otpad se svodi na samo 2,5 kg po teravat-satu, s radioaktivnošću koja opada nakon 300–500 godina. Postojeći nuklearni "otpad" u svijetu tako postaje resurs za 500–1000 godina globalne energije, pretvarajući nuklearni problem u blago. Postojeći LWR nuklearni reaktori koriste samo mali dio nuklearnog goriva, a ostatak neiskorištenog uranija se baca kao otpad, dok SMR breeder tehnologija može iskoristiti kompletan otpad, reciklirajući ga u korisnu toplinsku i elekričnu energiju.

U usporedbi s fosilnim elektranama, razlika je astronomska. Iz jednog kilograma ugljena možete dobiti samo oko 8 kWh toplinske energije, dok jedan kilogram mineralnog ulja daje približno 12 kWh. To znači da bi vam trebalo tisuće kilograma fosilnih goriva da postignete ono što jedan kilogram nuklearnog goriva u breederu postiže, a uz to fosilni izvori emitiraju ogromne količine CO2 i zagađuju zrak, dok nuklearni ne. Na primjer, 100 grama uranija u breederu može proizvesti jednaku energiju kao 1500 kg ugljena, čineći nuklearnu opciju milijun puta efikasnijom po masi koja se unosi u elektranu.

Što se tiče obnovljivih izvora energije, usporedba je još zanimljivija jer oni nemaju "gorivo" u sebi jer energija dolazi iz sunca, vjetra ili vode. Međutim, ako gledamo energijsku gustoću po korištenim materijalima ili površini, breed reaktori nadmašuju sve. Solarni paneli, na primjer, zahtijevaju ogromne površine zemlje da proizvedu ekvivalentnu energiju. Jedna nuklearna elektrana može opskrbiti milijune ljudi na malom prostoru, dok solarne farme trebaju stotine kvadratnih kilometara za sličan izlaz energije. Vjetar je sličan uz turbine koje su efikasne, ali njihova energijska gustoća po kg metala ili betona je niska, jer energija ovisi o vremenskim uvjetima, a ne o koncentriranom gorivu. Za stabilnu mrežu, potrebno je 20–30% bazne energije (nuklear ili fosil) da podrži varijabilne obnovljive, jer solar i vjetar fluktuiraju cijelo vrijeme, zahtijevajući 1–2 nuklearne elektrane po GW obnovljivih za balansiranje sustava. Nasuprot tome, kombinacija solara i baterija je skupa: za 100% obnovljivu mrežu, potrebno je 3–5 puta više instalirane snage plus baterije za 4–8 sati skladištenja, s troškovima od 100–200 dolara po MWh, dok nuklear osigurava stabilnost 24/7 bez emisija za 60–80 dolara po MWh. Studije poput NREL-ove pokazuju da visoki udio obnovljivih (80%+) povećava stabilnost ako se kombinira s energijom skladištenja, ali bez bazne energije, rizik od nestanaka raste, poput kuće od karata u vjetru. U konačnici, breed reaktori nude 60 puta veću efikasnost od klasičnih nuklearnih elektrana LWR-a i milijune puta veću efikasnost od fosilnih elektrana, dok obnovljivi, iako čisti, zahtijevaju masivnu infrastrukturu da nadoknade varijabilnost, čineći nuklearnu opciju idealnim partnerom za stabilan rad mreže 24/7.

U usporedbi s fuzijskim reaktorima, koji su još u eksperimentalnoj fazi, breed reaktori su praktičniji, ali fuzija obećava još veću gustoću izlazne energije. Fuzija deuterij-tricij (D-T) oslobađa oko 3,4 × 10^14 J/kg, četiri puta više od fisije uranija-235 (2,1 × 10^12 J/kg), jer spaja atome umjesto da ih cijepa, proizvodeći helij bez dugovječnog otpada. Međutim, breederi, koristeći U-238 ili Th-232, postižu efektivnu gustoću od ~80 milijuna MJ/kg teoretski (u praksi 0,8 milijuna MJ/kg zbog nuklearnog otpada), ali su spremni sada, dok fuzija (poput ITER-a) čeka 2030-e za demo rad, s izazovima poput tricija (167 kg/god za 3 GW). Fuzija je "sveti gral", ali breeder nuklearna tehnologija je već razvijena i operativna, poput automobila koji vozi dok je fuzija još u garaži. Privatne tvrtkama ciljaju na 2030. za pokretanje fuzijskih pilot projekte te komercijalnih projekata 2040.–2050., dok su breed nuklearni reaktori već spremni za masovnu primjenu danas.

STANJE U EUROPI PO PITANJU NAPREDNIH NUKLEARNIH SMR BREED REAKTORA

Europa se nalazi na raskršću u razvoju naprednih nuklearnih tehnologija, posebno SMR breed reaktora, gdje se kombinira modularnost, efikasnost i sigurnost kako bi se odgovorilo na klimatske ciljeve i energetsku neovisnost. Europska industrijska alijansa za SMR, osnovana je 2023. pod pokroviteljstvom Europske komisije i predstavlja ključni korak u razvoju SMR reaktora. U rujnu 2025. alijansa je objavila ambiciozan akcijski plan na pet godina s deset ključnih akcija za rješavanje izazova kao što su potražnja na tržištu, standardizacija, licenciranje i lanac opskrbe, ciljajući na prvi SMR u EU do ranih 2030-ih. Plan uključuje usklađivanje s Europskom grupom nuklearnih regulatora (ENSREG) za harmonizaciju pravila i podršku EU fondovima, poput Euratoma, za financiranje. Međutim, fokus je više na općim SMR-ovima nego specifično na breederima, iako se spominju napredni dizajni poput olovo-hlađenih brzih reaktora.

Planovi zemalja variraju dok Francuska vodi s ulaganjem od 1 milijarde eura u SMR do 2030., pozicionirajući se kao ključni igrač u "nuklearnoj renesansi" Europe, s projektima poput NUWARD (EDF-ov SMR). Poljska gradi prvi SMR s američkom tehnologijom (Orlen surađuje s GE-Hitachi), s ciljem operativnosti do 2030. Bugarska i Litva potpisale su sporazume sa SAD-om za procjenu SMR opcija, fokusirajući se na američke tehnologije poput NuScale ili Westinghouse. Srednja i istočna Europa (npr. Češka, Slovačka) vide SMR kao put prema dekarbonizaciji, s planovima za izgradnju do 2035., dok Njemačka ostaje skeptična zbog faze izlaska iz nuklearne energije. Nedavno su u Njemačkoj srušeni rashladni tornjevi jedne nuklearne elektrane.

Želje za implementacijom SMR postoje, ali geopolitika diktira budućnost Europe. Zbog sankcija protiv Rusije i Kine Europa mora isključiti suradnju s njima fokusirajući se na uvoz tehnologije iz SAD-a kroz inicijativu za implementaciju SMR tehnologije u Europi iz 2025., koja promiče američki dizajn. UK-US partnerstvo iz 2025. ubrzava licenciranje, omogućujući brži izvoz američkih SMR nuklearnih reaktora u Europi.

Da ubrza razvoj vlastite SMR breeder tehnologije i proizvodnje nuklearnog goriva, Europa treba:

1) Povećati financiranje kroz EU fondove (npr. Horizon Europe) za R&D, ciljajući na 1 milijardu eura godišnje;

2) Harmonizirati regulacije kroz ENSREG za brže licenciranje;

3) Razviti lanac opskrbe, uključujući obogaćivanje uranija (trenutno ovisno o Rusiji), s projektima poput u Francuskoj i Nizozemskoj;

4) Poticati javno-privatna partnerstva, poput SMR Alliance, za serijsku proizvodnju;

5) Ulagati u obrazovanje i prekvalifikaciju radne snage za nuklearni sektor.

Ovo bi smanjilo ovisnost i ubrzalo izgradnju elektrana, poput nuklearne renesanse koja budi usnuli europski kontinent.

STANJE NUKLEARNE ENERGIJE U REPUBLICI HRVATSKOJ

U Republici Hrvatskoj, nuklearna energija postaje sve važniji dio energetske strategije, posebno u kontekstu energetske sigurnosti, dekarbonizacije i prelaska na čiste izvore energij, ali i uz izazove nasljeđene iz prošlosti. Hrvatska trenutno nema vlastitu nuklearnu elektranu, ali je suvlasnik Nuklearne elektrane Krško u Sloveniji (50%), koja osigurava oko 15–20% hrvatske električne energije, ali čiji se rad približava kraju (planirano zatvaranje 2043.). Vlada je u 2025. godini pokazala jasnu namjeru za uvođenjem nuklearne energije: osnovana je radna grupa za razvoj zakonodavstva o nuklearnoj energiji, koja će služiti kao osnova za uspostavu Agencije za nuklearnu energiju zadužene za regulaciju i nadzor razvoja SMR nuklearnih reaktora. Novi zakon o nuklearnoj energiji u pripremi je, s ciljem stvaranja pravnog okvira za sigurno uvođenje nuklearnih tehnologija, u skladu s EU standardima (EURATOM) i IAEA preporukama.

Po pitanju izgradnje, Hrvatska razmatra najmanje tri SMR nuklearne elektrane i jednu veću nuklearnu elektranu, kako bi pojačala energetsku neovisnost i uskladila se s EU zelenim ciljevima. Ministarstvo gospodarstva pokrenulo je studiju potencijalnih lokacija za nove kapacitete, fokusirajući se na SMR nuklearne reaktore zbog njihove velike modularnosti, nižih troškova i brže implementacije. Ovi planovi dio su Nacionalne energetske i klimatske strategije, gdje se nuklearna energija vidi kao ključ za smanjenje ovisnosti o uvozu energije (Hrvatska uvozi 80% energije) i postizanja net-zero bilance do 2050. Međutim, geopolitika igra ulogu: suradnja s Rusijom i Kinom isključena je zbog sankcija i sigurnosnih razloga, pa se Hrvatska okreće SAD-u za tehnologiju, poput partnerstava s GE-Hitachi ili Westinghouse, sličnih onima u Poljskoj.

Na obrazovnom planu, inženjerski smjerovi za nuklearne inženjere ugašeni su 1990-ih zbog anti-nuklearnih politika nakon Chernobyla i raspada Jugoslavije, ostavljajući deficit nuklearnih stručnjaka. Međutim, Ministarstvo je 2025. pokrenulo inicijativu za obnovu nuklearnih studijskih programa na fakultetima (npr. FER u Zagrebu), s ciljem obuke nuklearnih specijalista za buduće projekte. Ovo uključuje suradnju s EU institucijama za prekvalifikaciju i stipendije, kako bi se obnovila stručnost izgubljena u proteklim desetljećima.

Ukupno, Hrvatska je u fazi pripreme, s fokusom na sigurnost, EU usklađenost i međunarodna partnerstva, ali izazovi uključuju javni otpor i regulatorne prepreke. Ako se planovi ostvare, nuklearna energija bi mogla postati stup energetske budućnosti, poput mosta prema zelenoj neovisnosti.

ZAKLJUČAK – PREMA BUDUĆNOSTI

Sljedeći koraci u budućnosti uključuju kritičnost nuklearnog reaktora PFBR-a 2026., puštanje SMR nuklearnog reaktora Natriuma u rad 2028., prvi komercijalni torijski MSR nuklearni reaktor u Kini 2030. i serijsku proizvodnju SMR breeder modula 2035. Svijet je čekao 74 godine, ali sada se čeka samo politička volja za veću primjenu nuklearne energije. Vrijeme je da nuklearna energija prestane biti prošlost i postane budućnost, noseći nas prema svijetu bez emisija CO2, s energijom koja je sigurna, efikasna i beskrajna.

Politička odluka djeluje na implementaciju SMR breed tehnologije poput ključa koji otvara vrata. U SAD-u i EU podrška kroz zakone poput IRA (Inflation Reduction Act) i EURATOM omogućuje subvencije i brže odobrenja, ali bez političke volje, projekti kasne poput Natriuma koji je čekao NRC dozvole godinama, jer vlade moraju reformirati regulative za serijsku proizvodnju nuklearnih reaktora i smanjiti birokraciju. SMR su sigurniji od klasičnih nuklearnih reaktora jer su manji (do 300 MW), koriste pasivnu sigurnost (nema aktivnih pumpi), i dizajnirani su za tvorničku proizvodnju, smanjujući greške na gradilištu. IAEA ističe da SMR imaju inherentnu sigurnost, s rizikom nesreće 10–100 puta nižim od PWR-a, jer nema tlaka ili vode koja može eksplodirati. Ovo čini njihovo uvođenje lakšim, poput prelaska s velikih brodova na male, agilne čamce, gdje se nesreće ograničavaju na modul, a ne na cijeli sustav nuklearne elektrane.

Kada se breeder reaktori masovno uvedu, industrija fosilnih goriva suočit će se s uništenjem kakvo nismo vidjeli od nestanka parnih lokomotiva. Zamislite: beskrajna, čista energija iz postojećeg "nuklearnog otpada", bez emisija CO2, bez zagađenja zraka, s troškovima koji padaju kako se nuklearna tehnologija skalira dok će to učiniti ugljen, naftu i prirodni plin zastarjelim reliktima industrijske ere. Rudnici ugljena će se zatvoriti, naftne platforme će zhrđati, a plinske elektrane će postati muzeji, jer će breederi pružiti energiju po cijeni nižoj od 20 dolara po MWh dugoročno, u usporedbi s trenutnim 50–100 dolara za fosilne elektrane. Ovo nije samo nuklearna tranzicija već je riječ o potpunom uništenju fosilne industrije jer će milijuni radnih mjesta u fosilnoj industriji nestati, ali će se otvoriti nova radna mjesta u nuklearnoj i obnovljivoj energiji vodeći nas u eru bez klimatskih kriza dok će planeta disati slobodno. Za naftnu industriju, izlazni plan je ključan: diversifikacija u nuklearnu energijeu i/ili u OIE, poput ulaganja u SMR projekte (npr. Exxon ulaže u nuklearne startupe) ili baterije za obnovljive, kako bi se iskoristila ekspertiza u energiji. Izlazna strategija: prodati fosilne aktive, uložiti u obuku radnika za nuklearnu energiju (sigurnost, održavanje), i partnerirati s tvrtkama poput TerraPowera za hibridne nuklearne sustave, poput naftnih kompanija koje postaju "energetski giganti" u svijetu bez ugljika, pretvarajući neprijatelja u saveznika.

Velika količina nove dostupne električne energije donijet će transformaciju: napajanje AI sustava omogućit će eksponencijalni rast umjetne inteligencije, rješavajući probleme od medicine do klime, jer AI troši energiju poput grada, ali sa velikom količinom energije AI će postati motor inovacija. Nova energija će pokrenuti svemirske brodove i kolonizaciju sunčevog sustava dok će istovremeno jeftina energija omogućiti napajanje raketa, stanica na Marsu i rudarenje asteroida. Nalazimo se ispred novog doba otkrića gdje energija postaje ključ za kolonizaciju zvijezda, oslobađajući čovječanstvo od Zemljinih ograničenja, i otvarajući vrata prema zvijezdama gdje će se kolonije napajati nuklearnim srcem, šireći ljudsku civilizaciju kroz kozmos.

I da istaknemo bitno: Ovo nije samo nuklearna tranzicija već je riječ o potpunom uništenju klasične fosilne industrije.