新能源革命:可以装上卡车的迷你核反应堆
微型核反应堆小到可装上卡车,欲革新能源供给,但安全隐患引发争议。志愿者与企业力推清洁能源,社区却担忧核废料风险。
在爱达荷州北端的金胸矿场,古老的采金机械仍在轰鸣,这里却是新能源革命的试验场。金胸矿场的主人Idaho Strategic Resources计划用一种微型核反应堆为矿场供电。这座反应堆小到能装进集装箱,轻松运上卡车,堪称核能界的“迷你选手”。公司希望借此成为微型反应堆开发的先锋,推动核能在更广范围的应用。
微型反应堆与传统核电站截然不同。那些沿河岸或海岸线分布的庞然大物,带着巨大的冷却塔和厚重的混凝土壳,动辄耗资数十亿。而微型反应堆仅能产生一兆瓦电力,约是传统核电站的千分之一,足以点亮一千户人家、一座工厂,甚至一座富豪的私人岛屿——有公司透露已收到这样的咨询。它们无需水冷,而是用氦气、熔盐或气冷金属管道散热,燃料则是美国能源部宣称“永不熔毁”的新型铀颗粒。对偏远地区的用户来说,这种清洁能源比昂贵的柴油发电机或煤炭锅炉更具吸引力。
然而,安全问题让科学家们忧心忡忡。关注科学家联盟的核能安全主任Ed Lyman警告,微型反应堆并非万无一失,爆炸或技术故障可能引发放射性泄漏。更令人担忧的是,美国至今未能解决高放射性核废料的永久处置问题。“将这些反应堆运到全国各地,塞进数据中心或工厂旁边的角落,却不做场外应急计划,简直是疯了!”Lyman直言,科学依据无法支撑这样的冒险。
尽管如此,美国能源部在两党政府支持下,仍将微型反应堆视为清洁能源的未来。爱达荷国家实验室正在测试多种竞争设计,若成功,可能成为自冷战初期以来美国首个商用新型核反应堆。开发商们雄心勃勃,计划2028年首批投产,2030年代初大规模部署。Idaho Strategic的业务发展总监Travis Swallow表示:“我们一直在思考未来矿场的样子,核能将是关键角色。”
这些迷你核电站就像巨型乐高玩具,反应堆、涡轮和开关设备被打包运到现场,占地仅两英亩。Tata Chemicals的政府事务主任Jon Conrad分享,他们希望用微型反应堆替换怀俄明州一家加工苏打灰(用于牙膏、洗衣粉和玻璃)的工厂的燃煤锅炉。“人们一听‘核能’就想到切尔诺贝利,以为会有巨大的冷却塔,”Conrad笑着说,“其实完全不是那么回事。”
核工业对小型、安全、成本低、无环境负担的反应堆梦想已久。美国核管理委员会也表示,微型反应堆的“低风险和高安全性”可能加速审批。但核废料问题仍是拦路虎,废料可能在项目现场滞留数十年。此外,反应堆所需的高浓缩铀目前美国无法生产,企业也不愿贸然投资建厂,除非确认市场需求。
在加州初创公司Radiant的计划中,微型反应堆将率先用于金胸矿场,因其连接电网,可应对初期故障。Radiant首席运营官Tori Shivanandan透露,反应堆每五年需更换燃料,公司将负责运走废料,储存在计划于怀俄明卡斯珀北部建造的工厂。然而,当地居民对此并不买账。Bar Nunn居民Mitchell Groskopf在公开会议上表示:“我问遍了邻居,没有一个人支持。”州众议员Bill Allemand也警告,未来可能有数百个废燃料芯堆积于此,当地人强烈反对。
Radiant却信心满满。副总裁Ray Wert表示,大多数当地官员和居民支持他们带来的高薪工作机会。但核工业的过往记录并不乐观——最近上线的商用反应堆超支近200亿美元,延期七年。微型反应堆曾被认为昂贵、不切实际且危险,但人工智能开发带来的能源需求激增,让大企业重新审视这一技术。
在爱达荷国家实验室,三个不同设计的微型反应堆将在混凝土加固的测试大楼内接受检验,解决技术问题后即可获批商用。Radiant、西屋电气和BWXT等公司已开始与客户签约。BWXT在弗吉尼亚的新创新园区内,工程师们正为国防部的“佩勒计划”组装微型反应堆,准备运往爱达荷测试。这家公司还开发用于太空探索的反应堆,BWXT先进技术总裁Kate Kelly表示,它能为月球表面的人类活动或商业 lunar 经济提供动力。
微型反应堆的热潮得益于一种名为TRISO的燃料,铀被封在罂粟籽大小的颗粒中,外层包裹耐高温材料,即使在火灾或地震中也能防止辐射泄漏。BWXT的产品开发总监Erik Nygaard形容:“这就像把巨大的混凝土屏障压缩到针头大小。”但一些科学家质疑,这种燃料未能在极端高温下得到验证。
与此同时,Nano Nuclear的首席执行官James Walker透露,菲律宾和印尼的客户希望用微型反应堆为偏远岛屿供电。一位亿万富翁甚至询问能否用它打造一个自给自足的岛屿社区,包含垂直农场和海水淡化厂。Walker回应:“完全可行。”
微型核反应堆的梦想令人振奋,但挑战依然艰巨。从核废料到燃料供应,从社区反对到技术验证,这场能源革命的成败仍未可知。