美聯(lián)社記者S.M.布萊恩(Susan Montoya Bryan)3月5日在《阿布奎基》雜志網(wǎng)上發(fā)表文章"實驗室科學(xué)家概述核能研究的希望清單"[1]。美國《核能協(xié)會》網(wǎng)站當(dāng)日"鏈接"了這個報道，說美國能源部召集全國大學(xué)和國家實驗室的工程師和研究人員座談，設(shè)法更好地理解美國政府必須致力解決與核能有關(guān)的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。專家們列舉了新堆設(shè)計、穩(wěn)定經(jīng)費和公眾對核電的看法等等，認(rèn)為核電是"我們能建造的單機上百萬千瓦的唯一不發(fā)射碳的能源"。

 

      美國能源部正在新墨西哥大學(xué)、麻省理工學(xué)院和國內(nèi)另外幾處召集分組研討會，討論縮小國家需要致力解決的核能方面關(guān)鍵研究問題的清單。來自全國實驗室和大學(xué)的工程師和研究人員說，美國需要提供試驗場所，使最新的核能創(chuàng)新項目接受檢驗，而不在設(shè)計上“輸給”中國和其他國家。

 

      六個小組概述的檢查結(jié)果有意指導(dǎo)對什么研究提供經(jīng)費做出決策。其實，這是美國能源部核能辦公室確定核能年度資助項目的習(xí)慣做法。

 

      洛斯o阿拉莫斯國家實驗室工作人員拉奧(D.V.Rao)說，沒有辦法小規(guī)模地檢驗新觀念，科學(xué)家們就沒有辦法勸說投資人"跳上舞臺"。接受采訪時，他說"有挫折感，我們需要打破這種模式。""我們需要經(jīng)歷周期性的發(fā)展，就像太空探索技術(shù)公司(SpaceX)造出他們的火箭。他們并不總是坐在實驗室里'設(shè)計再設(shè)計'，而是拿出火箭并進行試驗。"

 

      與會者描述了許多建議和領(lǐng)域，在促進核能創(chuàng)新方面，美國能做得更好。三天的研討會討論了每項事務(wù)，從穩(wěn)定經(jīng)費和安全到監(jiān)管改變、新堆設(shè)計、水的可用性，以及公眾對核電的看法等。能源部正在尋找各種辦法把現(xiàn)有的技術(shù)用于核能，特別感興趣的是核技術(shù)如何適應(yīng)便宜的電力生產(chǎn)和可再生能源、國家安全和環(huán)境。

 

      據(jù)美國能源信息署報道，許多歐洲國家的可再生能源和核能發(fā)電水平越來越高，歐盟開放的電力一半以上來自無碳能源。美國2012年無碳能源的電力還不到1/3。美國現(xiàn)有100臺反應(yīng)堆在運行，聯(lián)邦能源官員預(yù)期未來二十年內(nèi)核電增長的速度有可能超過可再生能源。

 

      環(huán)境分組曾奮力爭取更多太陽能和風(fēng)電，還對核能發(fā)電的潛在環(huán)境影響以及核遺產(chǎn)場址清理和退役成本表示憂慮。泰拉能源(TerraPower)公司技術(shù)整合主任凱萬o威弗(Kevan Weaver)說，考慮到可再生能源的間歇性和缺少儲存能力，核電必須是問題解決方案的一部分，因為監(jiān)管機構(gòu)指望控制污染。

 

      參加阿布奎基研討會的威弗說，"核能是我們能單機上百萬千瓦建造的唯一不發(fā)射碳的能源。"億萬富翁比爾˙蓋茨主持、總部位于華盛頓的泰拉能源公司希望2025年建造下一代原型堆，并準(zhǔn)備隨后10年建成商用核電廠。

 

      美國政府核能科研項目資金由能源部核能辦公室控制，偏重基礎(chǔ)科研和技術(shù)研發(fā)。涉及先進堆技術(shù)和概念的工程驗證，多采取"私辦公助"方式。這次組織廣泛討論后可能有什么改變，會給什么先進堆工程驗證項目提供資助，還有待觀察。

 

      我認(rèn)為，美國最希望優(yōu)先驗證的先進堆是高溫氣冷堆(HTGR);傳統(tǒng)核能界最推崇的鈉冷快堆(NFR)時機"不宜";"民間"和"非傳統(tǒng)核能界"最熱烈稱頌的熔鹽堆(MSR)還不夠成熟：

 

      高溫氣冷堆(HTGR)是美國政府最期待驗證、技術(shù)成熟的"下一代核能裝置"(NGNP)，既能高效發(fā)電，又可給各種工業(yè)用戶提供高溫工藝熱能。美國核管會有頒證準(zhǔn)備和基礎(chǔ);TRISO涂覆顆粒燃料、材料、設(shè)計方法和用戶應(yīng)用程序基本成熟;存在與私方合作開發(fā)和商用化的伙伴和用戶聯(lián)盟，只是原型堆驗證公/私方出資比例尚未達(dá)成協(xié)議[2]。鑒于中國山東榮成HTR工程項目進展順利、2017年底能建成發(fā)電的"刺激"，能源部和NGNP工業(yè)聯(lián)盟雙方存在達(dá)成妥協(xié)的可能性。

 

      先進的鈉冷快堆(AFR-100)是美國和國際"傳統(tǒng)核能界"最推崇的第四代核能系統(tǒng)，美國的目標(biāo)是"用過的"核燃料再循環(huán)。雖然相對其他第四代核能系統(tǒng)總體上有競爭優(yōu)勢[3]，但全世界60多年的發(fā)展和進步"形象"不佳。世界不缺乏鈾資源;美國的能源狀況和經(jīng)濟發(fā)展對"選中"的時機"不宜"。用過的核燃料短期(60年)地面"暫存"可以接受，所以不急于核燃料"閉環(huán)"。關(guān)鍵是基建成本高昂，燃料制造成本比天然鈾高一個量級。有人說"再投入更多資源是荒謬的"，還有人還在國會山網(wǎng)站貼出"快堆，你慢些走"的貼子。國會早就斷言增殖堆"本性"不經(jīng)濟[4]。

 

      熔鹽堆(MSR)是目前美國和全世界"民間"和"非傳統(tǒng)核能界"最熱烈"稱頌"的第四代核能系統(tǒng)。最大優(yōu)勢是安全、簡單和經(jīng)濟，而發(fā)電成本低于燃煤電廠，經(jīng)常被形容為"好得令人'不可思議'"。MSR結(jié)構(gòu)非常簡單，但問題在于"冷卻劑"采用高溫"熔鹽"(最低400℃以上)，對一般人很生疏;核燃料熔解在"熔鹽冷卻劑"內(nèi)，整個"主系統(tǒng)"運行帶極強放射性，出現(xiàn)任何異常無法靠近。最近加拿大和美國出現(xiàn)了"主系統(tǒng)"雙備用和"定期"更換(4-7年)設(shè)計[5,6]，但還不夠成熟，一時難以被"接受"[7]。