這種核反應堆可安裝在卡車裡或很快出現在美國各地

2025-08-07 | 來源: 加美財經 | 轉到微信 | 有0人參與評論 | 字體: 放大縮小 | 收藏 | 打印

本文刊發在華盛頓郵報，作者文·哈爾珀是《華盛頓郵報》的商業記者，負責報道能源轉型。

從空中俯瞰Radiant Energy的微型反應堆。（圖片來源：Radiant Nuclear）

愛達荷州最北端的金寶礦，看起來似乎與清潔能源創新毫無關系。這個充滿復古氣息的地方，是愛達荷州最後一個堅硬岩石金礦，重型機械深入地層開采黃金。

但礦主愛達荷戰略資源公司，計劃將這個礦場打造成一種新型能源的展示平台：微型核能。

公司希望使用一座小型核反應堆為礦山機械供電，這種反應堆小到可以裝進一個集裝箱，再由卡車運送。

這個項目將使公司走在微型反應堆發展的前沿。支持者認為，這項技術可能會推動核能的更廣泛應用。

目前至少有六家公司正在競相研發這種微型反應堆，與美國各地河岸和海岸線上那些巨大的核電站毫無相似之處，後者擁有冷卻塔和龐大的混凝土安全殼結構。

這些類似平板車大小的反應堆，設計發電量僅為1兆瓦——大約是傳統大型反應堆的千分之一。這個功率足以為1000戶家庭、一家制造工廠，甚至一座億萬富翁擁有的偏遠小島提供電力（有公司稱曾接到過類似的咨詢）。

這類反應堆通常不需要水冷系統，而是使用氦氣、熔融鹽或風冷鹼金屬管道將熱量從堆芯傳導出去，所用的燃料是能源部稱為“不會熔毀”的新型鈾燃料顆粒。

對於那些想要擺脫柴油發電機和燃煤鍋爐、尋找更便宜、更清潔能源的偏遠地區用戶來說，這是一種頗具吸引力的選擇。

不過，一些科學家認為，工業界和政府所宣稱的安全性被嚴重誇大。他們指出，一次爆炸或技術故障導致微型反應堆破裂，依然可能造成放射性物質泄漏。

他們還指出，美國幾十年來在處理高放射性核廢料方面，始終沒有找到永久性解決方案。

“說要把這些東西裝上卡車，運到全國各地，在有人居住區域的數據中心和工廠旁邊安放，而且還不設任何場外應急計劃，這簡直是瘋狂，”關注科學家聯盟核能安全項目負責人愛德·萊曼說，“這種做法根本沒有科學依據。”

但無論是在共和黨還是民主黨政府時期，美國能源部都一直將這種技術視為一種可行的、按需提供的清潔能源選擇。目前，政府正在愛達荷州的一個加固實驗室推進多個微型反應堆設計的測試。

如果其中一款或多款最終測試成功，這可能會成為自冷戰早期以來，美國首個投入商業使用的新型核反應堆設計。技術開發者希望在2028年前後實現首個反應堆的運行，並計劃在2030年代初實現廣泛部署。

“我們一直在研究未來礦山的模樣，”愛達荷戰略資源公司業務發展總監特拉維斯·斯沃洛說，“我們相信，核能將在其中發揮關鍵作用。”

微型核反應堆、配套的渦輪機和開關設備，將像一個真人大小的“百變金剛”套件一樣運抵現場。整個發電裝置所需占地僅約兩英畝（約0.8公頃）。

“人們一聽‘核能’，腦子裡就浮現出切爾諾貝利。”塔塔化工公司政府事務主管喬恩·康拉德說。公司希望在懷俄明州的一家加工純鹼（用於牙膏、洗衣粉和玻璃的白色粉末）工廠，用微型反應堆取代污染嚴重的燃煤鍋爐。

“他們問我們這個項目有多大，會不會有那些巨大的冷卻塔，”康拉德說，“根本不是那回事。”

一個既小巧又安全的反應堆，沒有傳統核電站的財務和公共健康風險、工程挑戰以及環境負擔，這個概念幾十年來一直吸引著核能行業。美國核管理委員會正在尋求簡化微型反應堆的審批流程，稱這類反應堆“風險較低、安全性能更強”，可能有理由加快審批進程。但社區的擔憂仍將是決定因素之一。

由於沒有聯邦層面的核廢料處置計劃，廢料可能會在項目現場滯留幾十年。另一個難題是，新的反應堆所需的高濃縮鈾，目前在美國尚未生產。公司也不願在微型反應堆能否落地、是否能大規模部署尚不明確的情況下，投資建設這種燃料的生產設施。

“我們很快就會知道，各地社區願意接受什麼樣的項目。”倡導核能及其他環境技術解決方案的突破研究所聯合創始人泰德·諾德豪斯說。

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愛達荷戰略資源公司打算從加州初創公司Radiant購買反應堆。首先將部署在已接入電網的金寶礦，以便在早期出現問題時有電網作為後備。公司的目標是，最終讓微型反應堆取代柴油發電機，或是避免以每英裡高達100萬美元的代價，建設電力線路來給偏遠、無法接入電網的地區供電。

Radiant首席運營官托麗·希瓦南丹表示，一種只需每五年補充一次燃料的移動核反應堆，是極具吸引力的替代方案。Radiant計劃在為客戶反應堆加注燃料時，將廢料一並運回，並儲存在公司計劃在懷俄明州卡斯珀以北建造的制造基地。

但將所有Radiant客戶的廢料永久儲存在懷俄明州的計劃，當地居民並不歡迎。

“我跟所有鄰居都談過，”住在擬建場址附近的巴爾納恩居民米切爾·格羅斯科普夫在最近的一場公開會議上說，“他們全都反對。我覺得這個項目推進得太快了。”

代表地區的懷俄明州眾議員、共和黨人比爾·阿勒芒德警告縣委員們，不要批准Radiant計劃在巴爾納恩每年最多制造50座反應堆，並在現場儲存所有用過的燃料堆芯。

“我們往後看30年，他們可能要運來幾百個，”阿勒芒德說，“巴爾納恩居民不想要這個。”

Radiant則並未退縮。

“我們有信心獲得大多數地方民選官員和社區的廣泛支持，他們希望我們為該地區帶來數百個高薪崗位。”公司副總裁雷·韋特在郵件中表示。

美國核能行業一直有“過度承諾、交付不足”的名聲——最近上線的商業核反應堆項目超支近200億美元，工期也延誤了七年。因此，商業微型反應堆一度被認為過於昂貴、不可行，且分布式部署存在危險。

但如今，人工智能開發商的激增需求，正促使大型用能企業重新評估這項技術。

到明年，最多可能有三種微型反應堆，將在愛達荷國家實驗室一個混凝土加固的穹頂建築中進行安裝測試，這是商業化之前的最終階段，用於解決技術問題。已有至少五家公司爭相搶占市場，開始與潛在客戶簽署協議。

這些公司包括Radiant、傳統核能制造商西屋電氣公司，以及與塔塔化工合作的弗吉尼亞軍工承包商BWXT。

“我們的客戶要求更清潔、對環境影響更小的產品，”塔塔化工的康拉德說，“煤炭在這套體系中已經是個矛盾體。”

商業界對微型反應堆興趣激增，在很大程度上歸功於“TRISO燃料”的技術進展。TRISO是“多結構等向”燃料的縮寫。能源部表示，這種燃料將鈾封裝在罌粟籽大小的顆粒中，並覆蓋多層耐高溫材料，即使在火災或地震等極端條件下，也能防止輻射外泄。

“它能把內部有害物質牢牢鎖住。”BWXT產品開發主管埃裡克·尼高德說，“這就像把原本需要巨大混凝土結構才能做到的封閉防護，縮小到了針尖大小。”

但一些科學家並不那麼有信心。他們表示，尚未證實能TRISO燃料承受反應堆故障時可能出現的極端高溫。

在BWXT位於弗吉尼亞林奇堡的新園區內，有一個飛機庫般大小的區域正用於“佩萊項目”——這是美國國防部旨在為軍事基地開發微型反應堆的計劃。反應堆正在組裝，准備運往聯邦測試設施。工程師們正對部件進行各種壓力測試，包括使用工業級CT掃描機檢查缺陷，以及放入高溫氫燃燒爐中進行加熱試驗。

公司長期為海軍艦艇制造小型核反應堆，但這些反應堆使用的是高度濃縮、具武器級別的燃料，不適用於商業用途。

在佩萊項目所在區域不遠處，公司還在開發另一種微型反應堆，用於太空探索和衛星發射。BWXT先進技術公司總裁凱特·凱利表示，這種反應堆還可以“為月球表面提供能源，支持人類探索或商業月球經濟”。

“太空活動的增長相當顯著，”她說，“為了支撐這些活動，就必須有更強的能源保障。”

在將微型核反應堆部署到太空之前，仍有不少難題待解。今年早些時候，一個名為DRACO的聯邦演示項目被取消，原因是相關技術難以以足夠低的成本制造，無法在商業上形成競爭力。

另一家微型核能公司Nano Nuclear的首席執行官詹姆斯·沃克表示，潛在客戶包括菲律賓和印尼的制造商與政府官員，他們希望為偏遠島嶼提供可靠的能源。

沃克透露，一位億萬富翁曾與Nano接洽，詢問是否可以用微型反應堆為一個自給自足的島嶼社區供能。

“他們問我們是否能用這項技術，為島上自建的垂直農場和海水淡化廠提供能源，實現完全自給自足。”沃克說，“我們的答復是，完全可以實現。”