據(jù)報(bào)道，一個(gè)核專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)最近在美國(guó)國(guó)家工程學(xué)院期刊《The Bridge》上刊文介紹，他們可能正處于核能新模式的邊緣。

他們解釋稱(chēng)，就像今天那些昂貴的大型計(jì)算機(jī)讓位于廣泛分布的個(gè)人電腦一樣，新一代相對(duì)小型、廉價(jià)的工廠建造的反應(yīng)堆即將問(wèn)世，這種反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)目的是實(shí)現(xiàn)即插即用操作，類(lèi)似于插入一個(gè)超大電池。

據(jù)稱(chēng)，這些擬議中的系統(tǒng)可以為工業(yè)提供熱量，或?yàn)檐娛禄鼗蛏鐓^(qū)提供電力，在無(wú)人看管的情況下運(yùn)行5至10年，然后用卡車(chē)運(yùn)回工廠進(jìn)行翻新。研究人員們表示，工廠建造的微型反應(yīng)堆用卡車(chē)運(yùn)到使用地點(diǎn)，對(duì)于脫碳電力系統(tǒng)來(lái)說(shuō)可能是一個(gè)安全、有效的選擇。

他們將這些小型發(fā)電廠稱(chēng)為“核電池”。研究人員說(shuō)，它們可以在世界電力系統(tǒng)的去碳過(guò)程中發(fā)揮重要作用，以避免災(zāi)難性的氣候變化。該研究第一作者、麻省理工學(xué)院東電核科學(xué)與工程教授Jacopo Buongiorno具體描述了他們的方案。

問(wèn)：小型模塊化核反應(yīng)堆的想法已經(jīng)討論了好幾年了。是什么讓這個(gè)核電池提議與眾不同？

答：我們描述的裝置將工廠制造和模塊化的概念發(fā)揮到了極致。早期的建議是研究100至300兆瓦電力輸出的反應(yīng)堆，這是傳統(tǒng)的“大野獸”（千兆瓦級(jí)大核反應(yīng)堆）的1/10。這些可以由工廠建造的部件組裝而成，但它們?nèi)匀恍枰诂F(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行一些組裝，并需要大量的現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備工作。因此，與傳統(tǒng)的工廠相比，它是一個(gè)改進(jìn)，但不是一個(gè)巨大的改進(jìn)。

不過(guò)，這種“核電池”概念確實(shí)是一個(gè)不同的東西，因?yàn)檫@些機(jī)器的物理規(guī)模——大約10兆瓦。它是如此之小，以至于整個(gè)發(fā)電廠實(shí)際上可以裝在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的集裝箱內(nèi)。我們的想法是將整個(gè)發(fā)電廠，包括一個(gè)微反應(yīng)器和一個(gè)將熱能轉(zhuǎn)換為電能的渦輪機(jī)，裝進(jìn)集裝箱。

從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)看，這提供了幾個(gè)好處。你可以完全將你們的項(xiàng)目和技術(shù)與施工現(xiàn)場(chǎng)分離開(kāi)來(lái)，施工現(xiàn)場(chǎng)一直是過(guò)去20年核電項(xiàng)目所有的進(jìn)度延遲和成本超支的根源。

這樣它就變成了一種有需求的能源。如果客戶想要暖氣或電，他們可以在幾個(gè)月甚至幾周內(nèi)得到，然后就是即插即用。這臺(tái)機(jī)器到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，僅僅幾天后，你就開(kāi)始獲得能量。所以，這是一個(gè)產(chǎn)品，不是一個(gè)項(xiàng)目。我喜歡這樣描述它。

問(wèn)：你談到有可能廣泛分布這種裝置，甚至包括在住宅區(qū)為整個(gè)社區(qū)供電。人們對(duì)這些設(shè)備的安全性有多大信心？

答：特別堅(jiān)固——這是賣(mài)點(diǎn)之一。規(guī)模小是有好處的，原因有很多。首先，產(chǎn)生的總熱量與功率成正比，這是小型的設(shè)備；但更重要的是，它有一個(gè)高的表面體積比，因?yàn)樗埠苄。@使得它在任何情況下都更容易保持冷卻。它是被動(dòng)冷卻的，達(dá)到了不需要人做任何事情的程度。你甚至不需要打開(kāi)一個(gè)閥門(mén)或任何東西。該系統(tǒng)會(huì)會(huì)自行處理。

它周?chē)€有一個(gè)非常堅(jiān)固的密封結(jié)構(gòu)，以防止任何輻射的釋放。沒(méi)有傳統(tǒng)的大混凝土圓頂，取而代之的是基本封裝整個(gè)系統(tǒng)的鋼殼。至于安全問(wèn)題，在大多數(shù)地點(diǎn)，我們?cè)O(shè)想這些將位于地面以下。這提供了一些保護(hù)和物理安全，防止外部攻擊者。

問(wèn)：我們?nèi)绾沃肋@些新類(lèi)型的反應(yīng)器將工作，以及需要發(fā)生什么才能使這種裝置廣泛使用？

答：美國(guó)宇航局和洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)做了一個(gè)類(lèi)似的示范項(xiàng)目，他們稱(chēng)之為微反應(yīng)器，用于空間應(yīng)用。從開(kāi)始設(shè)計(jì)到制造和測(cè)試，他們只花了三年時(shí)間。而且它花費(fèi)了2000萬(wàn)美元。它比傳統(tǒng)的大型核電站的開(kāi)支小了好幾個(gè)數(shù)量級(jí)，后者動(dòng)輒花費(fèi)十幾億，需要十年或更長(zhǎng)時(shí)間來(lái)建造。

現(xiàn)在也有不同的公司在開(kāi)發(fā)他們自己的設(shè)計(jì)，而且每一個(gè)都有點(diǎn)不一樣。西屋電氣公司已經(jīng)在研究這種“核電池”的一個(gè)版本（盡管他們沒(méi)有使用這個(gè)術(shù)語(yǔ)），他們計(jì)劃在兩年內(nèi)運(yùn)行一個(gè)示范裝置。

下一步將是在擁有廣泛的核反應(yīng)堆系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備的國(guó)家實(shí)驗(yàn)室之一建立一個(gè)試驗(yàn)工廠，例如愛(ài)達(dá)荷國(guó)家實(shí)驗(yàn)室。他們有一些正在改造的設(shè)施，以適應(yīng)這些微反應(yīng)器，而且他們有額外的安全層。因?yàn)檫@是一個(gè)示范項(xiàng)目，你要確保如果發(fā)生你沒(méi)有預(yù)見(jiàn)到的事情，你不會(huì)有任何釋放到環(huán)境中。

然后，工廠可以通過(guò)一個(gè)加速測(cè)試項(xiàng)目，使其遭受比正常運(yùn)行中遇到的更極端的條件。你基本上是無(wú)所顧忌的使用，并通過(guò)直接測(cè)試表明它可以承受所有這些外部負(fù)載而不會(huì)超過(guò)任何故障限制。而一旦它在嚴(yán)格的條件下被證明，廣泛的商業(yè)化使用可以很快開(kāi)始。

這些“核電池”適合在非常不同的經(jīng)濟(jì)部門(mén)提供動(dòng)力，通過(guò)提供穩(wěn)定可靠的電源來(lái)支持對(duì)太陽(yáng)能和風(fēng)能等間歇性可再生能源的日益依賴(lài)。而且，這些高度分布式的系統(tǒng)也可以幫助緩解電網(wǎng)的壓力，因?yàn)樗鼈儽痪徒仓迷谛枰敵龅牡胤健?/p>

這可以對(duì)電網(wǎng)的任何中斷提供更大的彈性，并幾乎消除了傳輸損失的問(wèn)題。如果這些系統(tǒng)像我們?cè)O(shè)想的那樣普及，它們可以為減少世界的溫室氣體排放做出重大貢獻(xiàn)。