美國核能復甦：愛達荷州準備進行新的反應堆測試 - 彭博社

美國能源部愛達荷國家實驗室的材料與燃料綜合體位於愛達荷州貧瘠的沙漠中，並被描述為“核能的迪士尼樂園”。

來源：愛達荷國家實驗室核能的全球復甦始於愛達荷州貧瘠的高原沙漠。

今天，幾乎世界上每一座核電站都可以追溯到愛達荷國家實驗室龐大的890平方英里（2300平方公里）綜合體。該地的研究人員是1951年首次利用核裂變產生電力的先驅，自那時起，無數科學家已經訪問這個偏遠的地點來測試反應堆設計。

然而，雖然這裏是從概念到實地部署系統的關鍵一站，但自從最後一座反應堆在這裏啓用以來已經過去了50年。這漫長的間隔反映了利用裂變反應的挑戰。該實驗室正準備引領新一波核技術進入市場，但該地點最近取消了一個重大項目，表明單靠愛達荷國家實驗室的研究實力並不足以確保核能產業在未來幾十年中在應對氣候變化方面發揮重要作用。

愛達荷國家實驗室斯科維爾的先進試驗反應堆（ATR）。攝影師：Natalie Behring/Bloomberg數十家公司正在開發先進的反應堆設計，這些設計通常比今天廣泛使用的龐大核電站小。這種方法被吹捧為一種更快、更便宜的建造反應堆的方式。許多公司計劃前往愛達荷國家實驗室，該實驗室擁有大量設施，用於評估反應堆芯、燃料、冷卻劑材料和其他關鍵部件。這些新設計在投入使用之前需要進行嚴格的測試，以確保安全性和可靠性，而本十年的研究將對本世紀核能產業的發展產生重大影響。該實驗室的科學家們渴望着開始工作。

“這是艱難的部分，但也是有趣的部分，”INL的副實驗室主任Ron Crone説道。材料與燃料綜合體。這是核能的迪士尼樂園。”

Ron Crone攝影師：Natalie Behring/Bloomberg包括國際能源署在內的研究團體呼籲積極擴大無碳核技術，以幫助控制氣候變化。但初創公司不得不應對不斷上升的成本和極為緩慢的監管批准流程。該行業在11月份遭遇了嚴峻的現實檢驗，當時NuScale Power Corp. 取消了在INL基地建造商用核電站的計劃，該核電站原本將成為美國首個使用多個所謂的小型模塊反應堆（SMR）而不是單個大型反應堆的項目。

鋼鐵和其他關鍵材料的價格上漲，以及較高的利率，都使公司交付電力的成本增加了50%以上。這使得公司很難找到足夠的客户來證明該項目的合理性。NuScale是美國核監管委員會批准的唯一一家擁有SMR設計的公司，而愛達荷項目是其旗艦項目。放棄該項目對該行業的復甦是一個重大挫折，BloombergNEF首席核分析師Chris Gadomski表示。

玻璃窗格保護着燃料調節設施，那裏是愛達荷國家實驗室分解放射性材料的地方。攝影師：Natalie Behring/Bloomberg“INL 正試圖將自己定位在先進反應堆開發的最前沿，”他説。“但是在美國商業化先進反應堆並不那麼容易。”

INL 自稱為美國的核能實驗室，其核心任務包括保持現有的反應堆羣在運行狀態，並開發下一代裂變發電廠。該設施共建造並運營了 52座反應堆，並且隨着這項技術成為主要的電力來源。最後一座新反應堆在那裏投入使用是在1973年。

“我們一直停留在52座，”材料與燃料綜合設施項目主管布雷迪·奧查德説。“作為一個國家，我們已經放棄了核能。”

布雷迪·奧查德攝影師：Natalie Behring/Bloomberg過去幾十年對這個行業來説是荒蕪的。國家實驗室的一些設施被封存起來；用於關鍵的1951年裂變反應的反應堆被改建成了 博物館；一個巨大的隔離圓頂在能源部官員們在2018年幾乎要拆除它時 決定它可能仍然有用。這一舉動可能會被證明是有遠見的。

設施高約80英尺，外部塗有一層閃亮的銀色油漆。牆壁由12英寸混凝土和一英寸鋼鐵構成，旨在在科學家開始在內部測試新反應堆時阻止輻射泄漏。承包商正在擴建裝載門，以便更輕鬆地將大型設備進出圓頂。

愛達荷國家實驗室斯科維爾的材料與燃料綜合設施（MFC）的實驗性繁殖反應堆II（ERBII）圓頂。攝影師：Natalie Behring/Bloomberg實驗室不再讓訪客憑想象力來想象，而是提供一副增強現實眼鏡，讓人們可以一窺設施運行時的樣子。戴上它們，你可以看到虛擬版本的複雜機械安裝在寬敞的內部各處，即使可能要等一段時間才會在建築物內真正安裝反應堆。

虛擬視圖反映了愛達荷國家實驗室的明顯樂觀情緒。第53號反應堆計劃於2025年完工，至少還有三個反應堆排隊等候。愛達荷國家實驗室已經制定了更多反應堆的時間表，包括在田納西州橡樹嶺的一個姐妹國家實驗室以及在德克薩斯州、懷俄明州和其他地方計劃的商業項目。這些不同的項目使用不同類型的鈾燃料，並採用新的冷卻材料。有些是用於研究的，還有一個微型反應堆旨在為偏遠的軍事基地提供動力，而其他一些更大，預計將用於商業服務以為電網供電。它們共同講述了一個充滿新想法的行業的故事。

克里斯托弗·裏特（Christopher Ritter）是數字創新卓越中心（DICE）的主任，戴着VR頭盔，可以看到Marvel微反應堆。攝影師：Natalie Behring/Bloomberg然而，這也是一個面臨挑戰的行業。備受期待的第53個反應堆很可能是Marvel，這是能源部的微反應堆項目，旨在展示如何利用裂變來產生熱能，例如用於工業過程，以及發電。一旦經過測試投入使用，INL工作人員預計在該地點收集的數據將有助於開發後續設計。他們已經為反應堆在另一個設施內準備好了空間，用於測試核反應釋放的非常短暴發能量的影響。但是，Marvel的準備工作也比預期的時間長；最初計劃在2024年投入使用。

Marvel微反應堆的紙板立體模型，放置在瞬態反應堆測試設施（TREAT）預計的位置上。攝影師：Natalie Behring/Bloomberg在一個以項目超支和進度延誤而聞名的行業中，這樣的延遲並不令人意外。然而，它們確實增加了一絲現實，以抑制INL的熱情。

“所有這些都會奏效嗎？不會，”Crone説道。“但其中一些會奏效嗎？絕對會。”

還有更廣泛的問題，關於核能行業的復甦，不僅僅是公司能否交付新反應堆，而是是否應該這樣做。著名的環保組織，如綠色和平，強烈反對推廣核能，因為它會產生幾個世紀都具有致命危險的危險廢物。相反，這些組織呼籲各國部署更多的風能和太陽能。強烈反對核能。

在一次綠色和平反核能的抗議活動中，活動人士使用大型投影儀在2023年3月9日在德國的內卡沃斯特海姆核電站上投射了“關閉！”的字樣。攝影師：Christoph Schmidt/Picture Alliance/Getty Images這樣做也可以更快地將清潔電子納入電網。許多政府也認為部署可再生能源的路徑更為簡單，並呼籲在迪拜舉行的 COP28氣候談判之前，到2030年將全球可再生能源容量增加兩倍。

“我們正在從真正的可再生資源中轉移資金，”Leigh Ford説道，他是愛達荷州的監督組織Snake River Alliance的執行董事。“我非常擔心我們將走上創造更多核廢料的道路。”

但對支持者來説，INL的研究至關重要。該設施在公司建造了一個遍佈全球的反應堆艦隊中發揮了重要作用，這些反應堆現在為地球電力供應的約10%。核能是繼水電之後的第二大無碳能源，很可能成為遏制排放的關鍵。除了在COP28上倡導可再生能源外，美國還在全球範圍內推動將核能容量到2050年增加三倍。

2023年8月，喬治亞電力公司的Vogtle 3＆4核能擴建工地。來源：喬治亞電力公司。核能協會政策發展和公共事務高級副總裁約翰·科特克表示，在INL驗證新設計將是向全球部署更多反應堆邁出的重要一步。

“那裏可能沒有一個反應堆設計與那裏進行的工作沒有關聯，”科特克説。“那裏有很多第一次。”

新反應堆設計的出現，具有不同的規模和能力，可能有助於該行業的擴張。目前在運營的傳統核電站通常具有約1吉瓦的容量，大約足夠為87.6萬户家庭供電，而建造它們是一項重大工程。喬治亞的Vogtle核項目旨在明年完工，比計劃落後七年以上，預算超支至少160億美元。

許多新的反應堆設計要小得多 — 其中一些可能小到1兆瓦 — 預計將在工廠內建造並在現場組裝。這種方法可能會使系統更容易、更快地部署，並可能也會打開核能進入世界各地新市場的大門。然而，這也意味着驗證技術將至關重要，INL的Crone表示。

“我們今天正在努力的事情將對世界產生重大影響，”Crone説。