Команда Окло использует новаторское мышление для создания новых реакторов, соблюдая федеральные нормы. Все атомные электростанции, действующие сегодня в США, были построены по одной и той же общей формуле. Во-первых, компании сделали свои реакторы большими, с мощностью в сотни мегаватт. Они также в значительной степени полагались на финансирование со стороны федерального правительства, которое благодаря крупным грантам и длительным процессам подачи заявок диктовало многие аспекты проектирования и разработки атомных станций. Этот ландшафт имел разную степень успеха на протяжении многих лет, но он никогда не был особенно привлекательным для новых компаний, заинтересованных во внедрении уникальных технологий.

Теперь стартап Oklo прокладывает новый путь к созданию инновационных атомных электростанций, соответствующих федеральным нормам безопасности. Ранее в этом году компания стала первой, получившей заявку на усовершенствованный ядерный реактор, принятую Комиссией по ядерному регулированию США (NRC). Принятие было кульминацией нового процесса подачи заявок, который установил ряд вех в отрасли, и он позволил Oklo построить усовершенствованный реактор, который по нескольким важным отличиям от атомных электростанций, действующих в настоящее время в стране.

В обычных реакторах используются замедлители, такие как вода, для замедления нейтронов до того как они расщепятся, или расщепятся атомы урана и плутония. В реакторах Oklo не используются замедлители, что позволяет строить гораздо меньшие по размеру предприятия и позволяет нейтронам двигаться быстрее.

Более быстрые нейтроны могут поддерживать ядерное деление с другим типом топлива. По сравнению с традиционными реакторами, источник топлива Oklo будет обогащен гораздо более высокой концентрацией изотопа урана-235, который расщепляется легче, чем более распространенный уран-238. Дополнительная доля урана-235 позволяет реактору Oklo работать в течение более длительных периодов времени без необходимости дозаправки.

В результате этих различий электростанции Oklo будут мало похожи на обычные атомные станции. Первый реактор компании, получивший название «Аврора», расположен в скромном здании с треугольной рамой, которое в сотни раз меньше традиционных реакторов, и будет работать на отработанном топливе, извлеченном из экспериментального реактора в Национальной лаборатории Айдахо, который был остановлен в 1994. Oklo говорит, что завод проработает 20 лет без дозаправки в течение всего срока службы.

Но, пожалуй, самым уникальным аспектом Oklo является его подход к коммерциализации. Во многих отношениях компания из Кремниевой долины культивировала мышление стартапа, отказываясь от государственных субсидий для сбора небольших раундов финансирования с венчурным капиталом и повторяя свои проекты по мере прохождения процесса подачи заявок намного быстрее, чем его предшественники.

«Новизна была благоприятной, потому что она частично избавилась от унаследованной инерции в отношении того, как все делалось в прошлом, и я подумал, что это важный способ модернизации коммерческого подхода», — говорит генеральный директор Oklo Джейкоб ДеВитте, доктор философии, который стал соучредителем компании с Кэролайн Кокран.

Теперь Oklo надеется, что его успехи побудят других использовать новые подходы в атомной энергетике. «Если мы сможем модернизировать то, как мы соблюдаем эти правила, и воспользоваться преимуществами и характеристиками этих конструкций следующего поколения, мы сможем начать рисовать здесь совершенно новую картину», — говорит ДеВитте.

Прокладывая новый путь

ДеВитте пришел в Массачусетский технологический институт в 2008 году и изучал усовершенствованные реакторы во время работы над степенью магистра. В своей докторской степени он рассмотрел способы продления срока службы и выходной мощности крупных реакторов, уже используемых во всем мире. Но пока ДеВитт изучал большие реакторы сегодняшнего дня, его все больше привлекала идея коммерциализации малых реакторов завтрашнего дня.

«В Массачусетском технологическом институте, благодаря проектам и внеклассным занятиям, я узнал больше о том, как работает энергетическая экосистема, как работает модель стартапа, как работает модель венчурного финансирования, и с помощью всех этих различных частей я начал формулировать идею, которая стала семенем для Oklo», — говорит ДеВитте.

То, что ДеВитте узнал об атомной энергетике, не особо воодушевило стартапов. Отрасль изобилует историями о строительстве заводов, которое длилось десятилетие или более, с перерасходом средств в миллиарды. В США Комиссия по ядерному регулированию устанавливает стандарты проектирования реакторов и издает рекомендации по соблюдению этих стандартов. Но руководство было разработано для больших реакторов, которые были нормой в отрасли более 50 лет, что делает его плохо подходящим для помощи компаниям, заинтересованным в создании реакторов меньшего размера на основе другой технологии.

ДеВитте начал думать о создании передовой ядерной компании, еще будучи аспирантом. В 2013 году он сотрудничал с Кокраном и другими сотрудниками Массачусетского технологического института, и команда участвовала в конкурсе предпринимателей на сумму 100 тыс. долларов и присуждении премии Массачусетского технологического института за чистую энергию, где Oklo получил раннюю обратную связь и подтверждение, в том числе выиграл энергетический трек в 100 тыс. долларов.

Конструкция реактора Oklo значительно изменилась с годами, поскольку ДеВитте и Кокран — единственные соучредители, которые остались в компании, — сначала работали с консультантами в Массачусетском технологическом институте, затем с отраслевыми экспертами и в конечном итоге, с должностными лицами NRC. «Идея заключалась в том, что если мы возьмем эту технологию, мы начнем с малого и будем использовать итеративный подход к разработке технологий и подход, ориентированный на продукт, вроде того, что Tesla сделала с Roadster (модель электромобиля), прежде чем перейти к другим», — говорит ДеВитте. «Это, казалось, привело к интересному способу получения некоторых начальных точек проверки и могло быть сделано с более высокой рентабельностью, поэтому требовалось меньше денежных средств, и это могло постепенно соответствовать модели финансирования венчурного капитала». Oklo собирал небольшие раунды финансирования в 2013 и 2014 годах, когда компания прошла через акселераторы стартапов MassChallenge и Y Combinator.

В 2016 году Министерство энергетики (DOE) провело ряд собственных инноваций, начав ведущую отраслевую инициативу по созданию новых процессов утверждения для перспективных применений ядерных реакторов. Два года спустя Oklo пилотировал новую структуру. В результате Oklo разработала новое приложение и стала первой компанией, получившей комбинированную заявку на лицензию на строительство электростанции, принятую NRC с 2009 года. «Мы должны были взглянуть на правила свежим взглядом, а не через искажение всего, что было сделано в прошлом», — говорит ДеВитте. «Другими словами, нам нужно было найти более эффективные способы соблюдения правил».

Служить примером

Первый реактор Oklo будет вырабатывать 1,5 мегаватта электроэнергии, хотя более поздние версии реактора компании могут вырабатывать гораздо больше. Первый реактор компании также будет использовать уникальный источник уранового топлива, предоставленный Национальной лабораторией Айдахо. Природный уран состоит более чем на 99 процентов из урана-238 и примерно на 0,7 процента из урана-235. В обычных ядерных реакторах уран обогащается до 5 процентов урана-235. Урановое топливо в реакторах Oklo будет обогащено до 5-20 процентов урана-235.

Поскольку реакторы Окло смогут работать в течение многих лет без дозаправки, ДеВитте говорит, что они особенно хорошо подходят для удаленных районов, которые часто используют экологически вредное дизельное топливо. Oklo не называет точных сроков строительства, но соучредители заявили, что ожидают, что реактор будет введен в эксплуатацию в начале 2020-х годов. ДеВитте говорит, что это послужит подтверждением концепции. Oklo уже ведет переговоры с потенциальными клиентами о дополнительных заводах.

ДеВитте заявил, что более поздние версии ее заводов могут работать 40 и более лет без необходимости дозаправки. На данный момент, однако, ДеВитте надеется, что успехи Oklo могут вдохновить отрасль переосмыслить способ вывода новых технологий на рынок. «Прогресс Oklo позволяет говорить о том, что ядерные инновации живы и здоровы», — говорит ДеВитте. «И дело не только в технологиях, это полный стек: это технологии, нормативные акты, производство, бизнес-модели, модели финансирования и т. д. Таким образом, возможность достичь этих вех и сделать это беспрецедентным образом очень важна, потому что показывает, что есть больше возможностей для выхода на рынок ядерной энергетики».