美国核能复苏：爱达荷州准备进行新的反应堆测试 - 彭博社

美国能源部爱达荷国家实验室的材料与燃料综合体位于爱达荷州贫瘠的沙漠中，并被描述为“核能的迪士尼乐园”。

来源：爱达荷国家实验室核能的全球复苏始于爱达荷州贫瘠的高原沙漠。

今天，几乎世界上每一座核电站都可以追溯到爱达荷国家实验室庞大的890平方英里（2300平方公里）综合体。该地的研究人员是1951年首次利用核裂变产生电力的先驱，自那时起，无数科学家已经访问这个偏远的地点来测试反应堆设计。

然而，虽然这里是从概念到实地部署系统的关键一站，但自从最后一座反应堆在这里启用以来已经过去了50年。这漫长的间隔反映了利用裂变反应的挑战。该实验室正准备引领新一波核技术进入市场，但该地点最近取消了一个重大项目，表明单靠爱达荷国家实验室的研究实力并不足以确保核能产业在未来几十年中在应对气候变化方面发挥重要作用。

爱达荷国家实验室斯科维尔的先进试验反应堆（ATR）。摄影师：Natalie Behring/Bloomberg数十家公司正在开发先进的反应堆设计，这些设计通常比今天广泛使用的庞大核电站小。这种方法被吹捧为一种更快、更便宜的建造反应堆的方式。许多公司计划前往爱达荷国家实验室，该实验室拥有大量设施，用于评估反应堆芯、燃料、冷却剂材料和其他关键部件。这些新设计在投入使用之前需要进行严格的测试，以确保安全性和可靠性，而本十年的研究将对本世纪核能产业的发展产生重大影响。该实验室的科学家们渴望着开始工作。

“这是艰难的部分，但也是有趣的部分，”INL的副实验室主任Ron Crone说道。材料与燃料综合体。这是核能的迪士尼乐园。”

Ron Crone摄影师：Natalie Behring/Bloomberg包括国际能源署在内的研究团体呼吁积极扩大无碳核技术，以帮助控制气候变化。但初创公司不得不应对不断上升的成本和极为缓慢的监管批准流程。该行业在11月份遭遇了严峻的现实检验，当时NuScale Power Corp. 取消了在INL基地建造商用核电站的计划，该核电站原本将成为美国首个使用多个所谓的小型模块反应堆（SMR）而不是单个大型反应堆的项目。

钢铁和其他关键材料的价格上涨，以及较高的利率，都使公司交付电力的成本增加了50%以上。这使得公司很难找到足够的客户来证明该项目的合理性。NuScale是美国核监管委员会批准的唯一一家拥有SMR设计的公司，而爱达荷项目是其旗舰项目。放弃该项目对该行业的复苏是一个重大挫折，BloombergNEF首席核分析师Chris Gadomski表示。

玻璃窗格保护着燃料调节设施，那里是爱达荷国家实验室分解放射性材料的地方。摄影师：Natalie Behring/Bloomberg“INL 正试图将自己定位在先进反应堆开发的最前沿，”他说。“但是在美国商业化先进反应堆并不那么容易。”

INL 自称为美国的核能实验室，其核心任务包括保持现有的反应堆群在运行状态，并开发下一代裂变发电厂。该设施共建造并运营了 52座反应堆，并且随着这项技术成为主要的电力来源。最后一座新反应堆在那里投入使用是在1973年。

“我们一直停留在52座，”材料与燃料综合设施项目主管布雷迪·奥查德说。“作为一个国家，我们已经放弃了核能。”

布雷迪·奥查德摄影师：Natalie Behring/Bloomberg过去几十年对这个行业来说是荒芜的。国家实验室的一些设施被封存起来；用于关键的1951年裂变反应的反应堆被改建成了 博物馆；一个巨大的隔离圆顶在能源部官员们在2018年几乎要拆除它时 决定它可能仍然有用。这一举动可能会被证明是有远见的。

设施高约80英尺，外部涂有一层闪亮的银色油漆。墙壁由12英寸混凝土和一英寸钢铁构成，旨在在科学家开始在内部测试新反应堆时阻止辐射泄漏。承包商正在扩建装载门，以便更轻松地将大型设备进出圆顶。

爱达荷国家实验室斯科维尔的材料与燃料综合设施（MFC）的实验性繁殖反应堆II（ERBII）圆顶。摄影师：Natalie Behring/Bloomberg实验室不再让访客凭想象力来想象，而是提供一副增强现实眼镜，让人们可以一窥设施运行时的样子。戴上它们，你可以看到虚拟版本的复杂机械安装在宽敞的内部各处，即使可能要等一段时间才会在建筑物内真正安装反应堆。

虚拟视图反映了爱达荷国家实验室的明显乐观情绪。第53号反应堆计划于2025年完工，至少还有三个反应堆排队等候。爱达荷国家实验室已经制定了更多反应堆的时间表，包括在田纳西州橡树岭的一个姐妹国家实验室以及在德克萨斯州、怀俄明州和其他地方计划的商业项目。这些不同的项目使用不同类型的铀燃料，并采用新的冷却材料。有些是用于研究的，还有一个微型反应堆旨在为偏远的军事基地提供动力，而其他一些更大，预计将用于商业服务以为电网供电。它们共同讲述了一个充满新想法的行业的故事。

克里斯托弗·里特（Christopher Ritter）是数字创新卓越中心（DICE）的主任，戴着VR头盔，可以看到Marvel微反应堆。摄影师：Natalie Behring/Bloomberg然而，这也是一个面临挑战的行业。备受期待的第53个反应堆很可能是Marvel，这是能源部的微反应堆项目，旨在展示如何利用裂变来产生热能，例如用于工业过程，以及发电。一旦经过测试投入使用，INL工作人员预计在该地点收集的数据将有助于开发后续设计。他们已经为反应堆在另一个设施内准备好了空间，用于测试核反应释放的非常短暴发能量的影响。但是，Marvel的准备工作也比预期的时间长；最初计划在2024年投入使用。

Marvel微反应堆的纸板立体模型，放置在瞬态反应堆测试设施（TREAT）预计的位置上。摄影师：Natalie Behring/Bloomberg在一个以项目超支和进度延误而闻名的行业中，这样的延迟并不令人意外。然而，它们确实增加了一丝现实，以抑制INL的热情。

“所有这些都会奏效吗？不会，”Crone说道。“但其中一些会奏效吗？绝对会。”

还有更广泛的问题，关于核能行业的复苏，不仅仅是公司能否交付新反应堆，而是是否应该这样做。著名的环保组织，如绿色和平，强烈反对推广核能，因为它会产生几个世纪都具有致命危险的危险废物。相反，这些组织呼吁各国部署更多的风能和太阳能。强烈反对核能。

在一次绿色和平反核能的抗议活动中，活动人士使用大型投影仪在2023年3月9日在德国的内卡沃斯特海姆核电站上投射了“关闭！”的字样。摄影师：Christoph Schmidt/Picture Alliance/Getty Images这样做也可以更快地将清洁电子纳入电网。许多政府也认为部署可再生能源的路径更为简单，并呼吁在迪拜举行的 COP28气候谈判之前，到2030年将全球可再生能源容量增加两倍。

“我们正在从真正的可再生资源中转移资金，”Leigh Ford说道，他是爱达荷州的监督组织Snake River Alliance的执行董事。“我非常担心我们将走上创造更多核废料的道路。”

但对支持者来说，INL的研究至关重要。该设施在公司建造了一个遍布全球的反应堆舰队中发挥了重要作用，这些反应堆现在为地球电力供应的约10%。核能是继水电之后的第二大无碳能源，很可能成为遏制排放的关键。除了在COP28上倡导可再生能源外，美国还在全球范围内推动将核能容量到2050年增加三倍。

2023年8月，乔治亚电力公司的Vogtle 3＆4核能扩建工地。来源：乔治亚电力公司。核能协会政策发展和公共事务高级副总裁约翰·科特克表示，在INL验证新设计将是向全球部署更多反应堆迈出的重要一步。

“那里可能没有一个反应堆设计与那里进行的工作没有关联，”科特克说。“那里有很多第一次。”

新反应堆设计的出现，具有不同的规模和能力，可能有助于该行业的扩张。目前在运营的传统核电站通常具有约1吉瓦的容量，大约足够为87.6万户家庭供电，而建造它们是一项重大工程。乔治亚的Vogtle核项目旨在明年完工，比计划落后七年以上，预算超支至少160亿美元。

许多新的反应堆设计要小得多 — 其中一些可能小到1兆瓦 — 预计将在工厂内建造并在现场组装。这种方法可能会使系统更容易、更快地部署，并可能也会打开核能进入世界各地新市场的大门。然而，这也意味着验证技术将至关重要，INL的Crone表示。

“我们今天正在努力的事情将对世界产生重大影响，”Crone说。