História
Em setembro de 2015, a TerraPower assinou um acordo com a empresa estatal Corporação Nuclear Nacional da China para construir um protótipo de 600 MWe de um reator de onda progressiva em Xiapu, na província de Fujian, China, entre 2018 e 2025. Usinas nucleares comerciais, com capacidade para gerar cerca de 1.150 MWe, estavam planejadas para o final da década de 2020. Em janeiro de 2019, foi anunciado que o projeto havia sido abandonado devido a limitações de transferência de tecnologia impostas pelo governo Trump.
Em outubro de 2020, a empresa foi selecionada pelo Departamento de Energia dos Estados Unidos (DOE) para receber um subsídio de contrapartida totalizando entre US$ 400 milhões e US$ 4 bilhões ao longo dos cinco a sete anos seguintes para construir um reator de demonstração utilizando seu projeto Natrium, como parte do Programa de Demonstração de Reatores Avançados do DOE.
Em junho de 2021, a TerraPower e a PacifiCorp, uma subsidiária da Berkshire Hathaway Energy de Warren Buffett, anunciaram planos para construir conjuntamente um reator Natrium.
Quatro cidades em Wyoming que foram afetadas pelo fechamento de usinas a combustíveis fósseis foram consideradas para abrigar o reator de demonstração: Gillette, Kemmerer, Glenrock e Rock Springs. A PacifiCorp opera em Wyoming sob o nome Rocky Mountain Power e possui uma usina a carvão em cada um dos locais candidatos. Em 16 de novembro de 2021, foi anunciado que Kemmerer havia sido a cidade selecionada.
Em 2024, a TerraPower escolheu Kemmerer como o local para a construção de um reator Natrium de 345 MWe. A empresa submeteu seu pedido de licença de construção nuclear para a Unidade 1 de Kemmerer à Comissão Reguladora Nuclear dos Estados Unidos (NRC) em 28 de março de 2024.
A usina foi projetada para consistir em duas partes adjacentes: uma "ilha de energia" e uma "ilha nuclear". Em junho de 2024, as obras no local foram iniciadas com o começo da construção da Instalação de Teste e Enchimento de Sódio. Os custos foram estimados em US$ 4 bilhões, com o DOE fornecendo metade do valor e Gates contribuindo com US$ 1 bilhão.
Em abril de 2025, a TerraPower notificou o Office for Nuclear Regulation britânico de que pretende iniciar o processo de Avaliação Genérica de Projeto (GDA) para seu reator Natrium e a empresa anunciou em junho de 2026 que havia começado a Etapa 1 da avaliação.
Em outubro de 2025, o projeto Kemmerer concluiu sua Declaração de Impacto Ambiental (EIS) final, que não encontrou impactos adversos. A NRC emitiu a licença de construção para a Unidade 1 de Kemmerer em 4 de março de 2026. Essa foi a primeira licença de construção para um reator não-LWR emitida pela NRC. A construção do reator começou em abril de 2026.
Em janeiro de 2026, a Meta anunciou um acordo para financiar dois reatores Natrium a serem construídos até 2032, além de adquirir os direitos sobre a eletricidade produzida por até mais seis reatores Natrium planejados para entrar em operação até 2035.
Em março de 2026, a TerraPower Isotopes anunciou planos para construir uma instalação de US$ 450 milhões e 23 000 m² em Filadélfia para a produção de actínio-225, um isótopo radioativo usado em tratamentos de radioterapia contra doenças como leucemia e melanoma. O projeto receberá um subsídio de US$ 7 milhões do programa Pennsylvania Strategic Investments to Enhance Sites e um subsídio de US$ 3 milhões do programa Pennsylvania First.
Financiamento e gestão
A TerraPower é parcialmente financiada pelo Departamento de Energia dos Estados Unidos (DOE) e pelo Laboratório Nacional de Los Alamos. Um dos principais investidores da TerraPower é Bill Gates, por meio da Cascade Investment. Outros incluem a Charles River Ventures e a Khosla Ventures, que teriam investido US$ 35 milhões em 2010.
A TerraPower é liderada pelo diretor executivo (CEO) Chris Levesque. Em dezembro de 2011, a indiana Reliance Industries adquiriu uma participação minoritária por meio de uma de suas subsidiárias, e seu presidente do conselho, Mukesh Ambani, passou a integrar o conselho da empresa. Outros participantes da TerraPower incluem cientistas e engenheiros do Laboratório Nacional Lawrence Livermore, da Fast Flux Test Facility, da Microsoft e de várias universidades, bem como gestores da Siemens, da Areva NP, do projeto ITER, da Ango Systems Corporation e do DOE.
O Grupo SK concordou em investir US$ 250 milhões em 2022. A rodada de investimentos foi liderada em conjunto pela SK Inc, pela SK Innovation e por Gates. O DOE concedeu à TerraPower financiamento de custo compartilhado por meio do Programa de Demonstração de Reatores Avançados (ARDP) para testar, licenciar e construir um reator avançado em um prazo de sete anos. Os objetivos da empresa incluem:
- Explorar melhorias significativas na energia nuclear utilizando tecnologias do século XXI, capacidades computacionais de ponta e dados ampliados.
- Avaliar o impacto de novos conceitos no ciclo do combustível, desde a mineração até o descarte do combustível irradiado.
- Buscar financiamento privado independente.
Projetos
Reator de onda progressiva
A TerraPower escolheu os reatores de onda progressiva (TWRs, na sigla em inglês) como sua tecnologia principal. O seu principal benefício é o alto aproveitamento do combustível que não requer reprocessamento nuclear e poderia eliminar a necessidade de urânio enriquecido. Os TWRs são projetados para converter nuclídeos férteis, tipicamente não físsies (U-238), em nuclídeos físsies (Pu-239) in situ e, em seguida, deslocar a produção de energia da região "queimada" para a região "regenerada" (bred). Isso permite obter os benefícios de um ciclo de combustível fechado sem os custos e o risco de proliferação nuclear associados às usinas de enriquecimento e reprocessamento. Combustível suficiente para operar entre 40 e 60 anos poderia ser incluído no reator já durante a sua fabricação. O reator poderia ser instalado no subsolo, onde operaria por um período estimado de 100 anos. A TerraPower descreveu o design de seu reator como um projeto de Geração IV.
O TWR posiciona um pequeno núcleo de combustível enriquecido no centro de uma massa muito maior de material não físsil, neste caso, urânio empobrecido. Os nêutrons resultantes da fissão no núcleo "regeneram" novo material físsil na massa ao redor, produzindo plutônio-239. Com o tempo, combustível suficiente é gerado na área que envolve o núcleo para permitir a fissão, tornando possível aproximar a composição de um reator em estado de regime permanente ao mover as barras de combustível externas em direção ao núcleo, à medida que as barras originais do núcleo são deslocadas para a periferia.
Ao utilizar urânio empobrecido como combustível, o novo tipo de reator poderia reduzir estoques desse material. A TerraPower destaca que os Estados Unidos abrigam 700.000 toneladas métricas de urânio empobrecido e que 320 toneladas métricas poderiam abastecer 100 milhões de lares por um ano. Relatórios afirmam que a alta eficiência de combustível do TWR, combinada com a capacidade de usar urânio extraído da água de rios ou do mar, significa que há combustível suficiente para gerar eletricidade para 10 bilhões de pessoas nos níveis de consumo per capita dos EUA ao longo de escalas de tempo de milhões de anos.
Em 6 de novembro de 2009, executivos da TerraPower e Bill Gates visitaram as fábricas da Toshiba em Yokohama e Keihin, no Japão, e firmaram um acordo de confidencialidade com a empresa em 1º de dezembro. A Toshiba havia desenvolvido um reator ultracompacto, o 4S, que podia operar por 30 anos sem manuseio de combustível e gerava 10 megawatts. Algumas das tecnologias do 4S são consideradas transferíveis para os TWRs.
Durante o processo de pesquisa e desenvolvimento, a estrutura conceitual foi simulada por supercomputadores com evidências empíricas para viabilidade teórica. Em 2015, a TerraPower assinou um acordo com a Corporação Nuclear Nacional da China para construir um TWR na China. No entanto, após as restrições impostas pelo governo Trump à transferência de tecnologia nuclear com a China, a TerraPower cancelou o projeto em janeiro de 2019.
Reator rápido de cloreto fundido
Em outubro de 2015, foi relatado que a empresa estava investigando o projeto de um reator de sal fundido de espectro rápido com a Southern Company como uma alternativa tecnológica.
Em fevereiro de 2022, foi anunciado que as duas empresas haviam concordado em construir um reator experimental a sal fundido de espectro rápido, o Experimento de Reator de Cloreto Fundido (MCRE, na sigla em inglês), no Laboratório Nacional de Idaho (INL). O reator de testes será construído na bancada de testes LOTUS do INL e usará sal líquido de NaCl-UCl3 como seu refrigerante, permitindo que ele opere em um espectro rápido usando o cloreto de urânio dissolvido como combustível. Este seria o primeiro reator a sal fundido de espectro rápido já construído.
Em 2023, o Departamento de Energia dos EUA anunciou que o reator de testes usaria combustível de urânio altamente enriquecido (HEU) contendo até 90% de
235U, contradizendo o projeto de longo prazo do país para remover HEU de todos os reatores.
Em dezembro de 2025, o INL anunciou que havia fabricado o primeiro lote de combustível de sal de cloreto para o MCRE.
Natrium
O reator Natrium é um reator rápido resfriado a sódio de 345 MWe acoplado a um sistema de armazenamento de energia em sal fundido de 1 GWh. O sistema de armazenamento de energia permite que a usina aumente temporariamente sua potência elétrica para 500 MWe, possibilitando sua integração com fontes de energia renováveis. A usina foi projetada com capacidade de acompanhamento de carga (load-following) utilizando seu sistema de armazenamento de energia. O reator produziria uma potência constante de 345 MWe, enquanto o sistema de armazenamento ajustaria rapidamente a potência fornecida entre 100 MWe e 500 MWe sem a necessidade de alterar a reatividade. O sódio oferece um intervalo de temperatura de 785 kelvins entre seus estados sólido e gasoso, quase oito vezes superior ao intervalo de 100 kelvins da água. Ele pode absorver grandes quantidades de calor sem a necessidade de pressurização e não corre o risco de decomposição a altas temperaturas como ocorre com a água.
O Natrium utiliza predominantemente aço inoxidável austenítico para os componentes em contato com o sódio fundido; devido à natureza dos componentes envolvidos, forma-se uma camada protetora de óxido sobre os aços na presença de sódio, inibindo corrosões adicionais. Sistemas de monitoramento de corrosão que utilizam ensaios por ultrassom estão integrados para detectar quaisquer problemas potenciais. Inspeções e manutenções regulares ajudam a identificar e tratar questões de corrosão antes que se tornem significativas.
O combustível do Natrium é produzido a partir de urânio de baixo enriquecimento e alto teor (HALEU, na sigla em inglês), com 20% de urânio-235. As barras de combustível consistem em blocos de urânio metálico com revestimento de aço inoxidável. Embora esse combustível metálico tenha um ponto de fusão inferior ao das pastilhas cerâmicas de UO2 usadas em reatores de água leve, ele possui maior condutividade térmica, mantendo-se mais frio durante o uso.
As barras de controle do Natrium descendem utilizando apenas a gravidade em caso de falha ou dano ao equipamento, e o reator pode ser resfriado por meio de circulação natural no caso de uma interrupção na energia elétrica. A potência elétrica gerada é constante em 345 MWe. A usina foi projetada para operar a 100% de capacidade, 24 horas por dia, 7 dias por semana. O sistema de armazenamento foi desenvolvido para trabalhar em conjunto com fontes de energia intermitentes, respondendo às suas variações de saída. Ele pode fornecer 150% da capacidade nominal, ou 500 MWe por até 5,5 horas.
O Natrium utiliza sódio líquido como refrigerante, eliminando os custos decorrentes do uso de um circuito primário de alta pressão. Em seguida, ele transfere esse calor para sais fundidos, que podem ser armazenados em tanques e utilizados para gerar vapor sob demanda, permitindo que o reator opere continuamente em potência constante, mantendo a capacidade de geração despachável de eletricidade.
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