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CNBC報(bào)道：核電反應(yīng)堆需要龐大的建設(shè)規(guī)模和近10年的時(shí)間，經(jīng)常出現(xiàn)成本超支。一旦最終建成，監(jiān)測(cè)和維護(hù)它們還需要數(shù)十名訓(xùn)練有素的專家。但亞西爾·阿拉法特認(rèn)為，核能不一定要這樣。

阿拉法特是美國(guó)政府杰出的核研究實(shí)驗(yàn)室之一愛達(dá)荷國(guó)家實(shí)驗(yàn)室微反應(yīng)堆項(xiàng)目的技術(shù)負(fù)責(zé)人，領(lǐng)導(dǎo)著建造一個(gè)小型、相對(duì)廉價(jià)的核反應(yīng)堆的工作。他說(shuō)，這更像是一個(gè)核“電池”。

阿拉法特在美國(guó)上大學(xué)之前在孟加拉國(guó)長(zhǎng)大，他有一種幫助世界脫碳的強(qiáng)烈緊迫感。在孟加拉國(guó)，氣候變化的影響已經(jīng)成為當(dāng)前日常生活的一部分。核能不會(huì)產(chǎn)生任何溫室氣體排放，阿拉法特希望通過建造一個(gè)微型反應(yīng)堆技術(shù)來(lái)幫助該行業(yè)的發(fā)展，從而為解決氣候變化問題做出貢獻(xiàn)。


阿拉法特告訴CNBC，該項(xiàng)目被稱為Marvel反應(yīng)堆，是“微反應(yīng)堆應(yīng)用研究驗(yàn)證與評(píng)估”（ Microreactor Applications Research Validation and evaluation）項(xiàng)目名稱的首字母縮略詞，目標(biāo)是在2023年12月前運(yùn)行首堆，使其成為美國(guó)第一個(gè)先進(jìn)的微反應(yīng)堆。

愛達(dá)荷國(guó)家實(shí)驗(yàn)室在阿拉法特的領(lǐng)導(dǎo)下，于2020年6月開始設(shè)計(jì)和建模Marvel反應(yīng)堆項(xiàng)目。阿拉法特表示，如果建成，Marvel微型反應(yīng)堆“將是第一個(gè)能夠證明如何真正將核系統(tǒng)微型化為便攜式和可運(yùn)輸?shù)脑O(shè)備，并能夠向最終客戶輸送熱量和電能的反應(yīng)堆”。

已經(jīng)有很多私營(yíng)公司——包括Oklo、Westinghouse（阿拉法特在那里工作了十年）和General Atomics——在開發(fā)微型反應(yīng)堆，他們的目標(biāo)都是要開發(fā)一種無(wú)排放、可靠的能源。一個(gè)微型反應(yīng)堆裝機(jī)1至5兆瓦?？梢詾?000到10000人的社區(qū)供電，無(wú)論是醫(yī)院還是偏遠(yuǎn)的軍事基地。美國(guó)目前的電網(wǎng)是基于一個(gè)集中發(fā)電并將其分配給最終用戶的系統(tǒng)，但微反應(yīng)堆是電網(wǎng)未來(lái)愿景的一個(gè)組成部分，電網(wǎng)集中度較低，抵御自然災(zāi)害的能力更強(qiáng)。


阿拉法特說(shuō)，微型反應(yīng)堆不僅是偏遠(yuǎn)地區(qū)或小型社區(qū)的潛在清潔能源選擇，還可能是未來(lái)清潔能源電網(wǎng)的關(guān)鍵組成部分，包括可再生太陽(yáng)能、風(fēng)能和電池儲(chǔ)能。核能是一種基本負(fù)荷能源，這意味著它可以在不刮風(fēng)、不曬太陽(yáng)的情況下提供能量，為間歇的可再生能源提供支持。

與傳統(tǒng)輕水反應(yīng)堆相比，小型模塊化核反應(yīng)堆的建造難度要小幾個(gè)數(shù)量級(jí)，微型反應(yīng)堆更簡(jiǎn)單。阿拉法特說(shuō)：“整個(gè)硬件可以在工廠里制造，就像制造汽車或汽車的方式一樣。”這樣一來(lái)，每年可以生產(chǎn)數(shù)百個(gè)微反應(yīng)堆。從工廠開始，微反應(yīng)堆設(shè)備可以運(yùn)輸?shù)娇蛻羲诘?，添加燃料并啟?dòng)。在不到一周的時(shí)間內(nèi)就部署一個(gè)微型反應(yīng)堆。因此它更像是一個(gè)核電池，而不是一個(gè)大型發(fā)電廠。如果我們真的能夠制造這些系統(tǒng)，并利用工廠規(guī)?；圃斓膬?yōu)勢(shì)，可以使它們足夠便宜，適合全國(guó)每個(gè)社區(qū)使用。”

微反應(yīng)堆使用一種不同的燃料，其濃縮程度略低于核不擴(kuò)散要求設(shè)定的20%的限值。這種被稱為HALEU（高純度低濃縮鈾）的燃料使反應(yīng)堆變得更小。阿拉法特說(shuō)：“我們實(shí)際上可以建造一個(gè)效率更高、結(jié)構(gòu)更緊湊、體積更小的堆芯。因此，我們實(shí)際上需要更少的燃料來(lái)運(yùn)行反應(yīng)堆，這是最大優(yōu)勢(shì)。”

小型化和工廠化制造意味著，微核反應(yīng)堆的建造成本將比傳統(tǒng)輕水反應(yīng)堆低得多，因?yàn)閭鹘y(tǒng)輕水反應(yīng)堆長(zhǎng)期遭遇工期拖延、預(yù)算超支問題。例如佐治亞州Vogtle工廠正在建造的第三和第四座反應(yīng)堆已成為成本核電超支的臭名昭著的例子。

第一批出廠的微型反應(yīng)堆可能會(huì)部署在沒有廉價(jià)可靠清潔能源替代品的地方，如阿拉斯加的偏遠(yuǎn)社區(qū)。阿拉法特告訴CNBC：“目前，偏遠(yuǎn)地區(qū)唯一可行的技術(shù)是柴油發(fā)電機(jī)。如果我們能用這樣的微型反應(yīng)堆來(lái)取代這些柴油發(fā)電機(jī)，肯定會(huì)比目前支付的費(fèi)用要經(jīng)濟(jì)得多。”

阿拉法特還表示，由于微型反應(yīng)堆將位于能源使用地附近，因此傳輸成本幾乎為零。阿拉法特說(shuō)，微反應(yīng)堆也比傳統(tǒng)反應(yīng)堆需要更少的人員和更少的維護(hù)工作，部分原因是它們的燃料只需要五到十年更換，而輕水反應(yīng)堆則需要不到兩年的時(shí)間更換。

阿拉法特說(shuō)：“因此，從熱量產(chǎn)生、熱量傳輸、熱量排出到熱量排出，所有這些冷卻劑回路都是被動(dòng)式完成的，沒有任何工程系統(tǒng)。如果出現(xiàn)極端天氣情況，對(duì)這些系統(tǒng)的運(yùn)行或安全幾乎沒有影響。”


美國(guó)核學(xué)會(huì)工業(yè)貿(mào)易組織主席史蒂夫·奈斯比特支持微核反應(yīng)堆的技術(shù)，特別是Marvel項(xiàng)目，但他警告說(shuō)這一技術(shù)不會(huì)成為脫碳的靈丹妙藥。 他表示，“我確實(shí)認(rèn)為這一技術(shù)有未來(lái)，但解決我們的清潔能源需求的能力有限。微反應(yīng)堆非常適合使用微電網(wǎng)的偏遠(yuǎn)地區(qū)，但還是傳統(tǒng)電網(wǎng)所需的吉瓦級(jí)清潔發(fā)電手段。”

阿拉法特認(rèn)為Marvel項(xiàng)目還有一個(gè)更大的目的：幾十年來(lái)首次在美國(guó)展示核創(chuàng)新的能力，我們可以拭目以待。

原標(biāo)題：美國(guó)研發(fā)1兆瓦微型反應(yīng)堆，像是一個(gè)“核電池”