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

阿拉法特是美國政府杰出的核研究實驗室之一愛達荷國家實驗室微反應(yīng)堆項目的技術(shù)負責人，領(lǐng)導著建造一個小型、相對廉價的核反應(yīng)堆的工作。他說，這更像是一個核“電池”。

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


阿拉法特告訴CNBC，該項目被稱為Marvel反應(yīng)堆，是“微反應(yīng)堆應(yīng)用研究驗證與評估”（ Microreactor Applications Research Validation and evaluation）項目名稱的首字母縮略詞，目標是在2023年12月前運行首堆，使其成為美國第一個先進的微反應(yīng)堆。

愛達荷國家實驗室在阿拉法特的領(lǐng)導下，于2020年6月開始設(shè)計和建模Marvel反應(yīng)堆項目。阿拉法特表示，如果建成，Marvel微型反應(yīng)堆“將是第一個能夠證明如何真正將核系統(tǒng)微型化為便攜式和可運輸?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，他們的目標都是要開發(fā)一種無排放、可靠的能源。一個微型反應(yīng)堆裝機1至5兆瓦?？梢詾?000到10000人的社區(qū)供電，無論是醫(yī)院還是偏遠的軍事基地。美國目前的電網(wǎng)是基于一個集中發(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)未來愿景的一個組成部分，電網(wǎng)集中度較低，抵御自然災害的能力更強。


阿拉法特說，微型反應(yīng)堆不僅是偏遠地區(qū)或小型社區(qū)的潛在清潔能源選擇，還可能是未來清潔能源電網(wǎng)的關(guān)鍵組成部分，包括可再生太陽能、風能和電池儲能。核能是一種基本負荷能源，這意味著它可以在不刮風、不曬太陽的情況下提供能量，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數(shù)量級，微型反應(yīng)堆更簡單。阿拉法特說：“整個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，每年可以生產(chǎn)數(shù)百個微反應(yīng)堆。從工廠開始，微反應(yīng)堆設(shè)備可以運輸?shù)娇蛻羲诘?，添加燃料并啟動。在不到一周的時間內(nèi)就部署一個微型反應(yīng)堆。因此它更像是一個核電池，而不是一個大型發(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，可以使它們足夠便宜，適合全國每個社區(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：“我們實際上可以建造一個效率更高、結(jié)構(gòu)更緊湊、體積更小的堆芯。因此，我們實際上需要更少的燃料來運行反應(yīng)堆，這是最大優(yōu)勢。”

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，因為傳統(tǒng)輕水反應(yīng)堆長期遭遇工期拖延、預算超支問題。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)堆可能會部署在沒有廉價可靠清潔能源替代品的地方，如阿拉斯加的偏遠社區(qū)。阿拉法特告訴CNBC：“目前，偏遠地區(qū)唯一可行的技術(shù)是柴油發(fā)電機。如果我們能用這樣的微型反應(yīng)堆來取代這些柴油發(fā)電機，肯定會比目前支付的費用要經(jīng)濟得多。”

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，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間更換。

阿拉法特說：“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，對這些系統(tǒng)的運行或安全幾乎沒有影響。”


美國核學會工業(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項目，但他警告說這一技術(shù)不會成為脫碳的靈丹妙藥。 他表示，“我確實認為這一技術(shù)有未來，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)的偏遠地區(qū)，但還是傳統(tǒng)電網(wǎng)所需的吉瓦級清潔發(fā)電手段。”

阿拉法特認為Marvel項目還有一個更大的目的：幾十年來首次在美國展示核創(chuàng)新的能力，我們可以拭目以待。

原標題：美國研發(fā)1兆瓦微型反應(yīng)堆，像是一個“核電池”