作者:唐一尘 来源:中国科学报 发布时间:2018/7/16 10:54:23
选择字号:
美砸巨资建造核反应堆 反对者称其愚蠢

美国计划建造快速反应堆。图片来源:爱达荷国家实验室

美国耗资价值数十亿美元的核研究反应堆建造计划正在以闪电般的速度推进。一些核政策专家说,这个颇具争议的项目前进速度太快了。

在国会的推动下,美能源部(DOE)已经开始设计多功能快中子源,这将是自20世纪70年代以来DOE建造的第一个反应堆。它将为快速反应堆产生被用作测试材料和燃料的高能中子。但美国公用事业机构没有部署此类反应堆的计划,一些核扩散分析人士说,这些反应堆存在风险,因为它们使用的是钚,即原子弹使用的材料。

研究人员对这一反应堆是非常需要还是无效投资的问题存在分歧。该反应堆计划建在位于爱达荷州的爱达荷国家实验室(INL)。加州大学伯克利分校核工程师Massimiliano Fratoni说:“毫无疑问,美国缺乏核能力,全球也缺乏此类设施。”但是普林斯顿大学核物理学家Frank Von Hippel 认为,“这是一个‘政治分肥’项目。”

这个反应堆确实得到了美国国会的特别支持。今年3月,国会为该项目提供了3500万美元的年度资金,虽然DOE只要求1000万美元。而且,众议院和参议院已经通过了单独的法案,要求在2025年前完成该设施。众议院的法案授权DOE为此支付20亿美元。Von Hippel推测,这一成本最终可能达到100亿美元。

核反应堆有两大类:热反应堆和快反应堆。一个热反应堆“燃烧”的燃料通常含有百分之几的同位素铀235,它在链式反应中能释放能量和中子。为了最大限度地增加燃料中中子分裂成另一个原子的可能性,需要“慢化剂”使它们变慢。通常是用冷却水将热量从核心输送出去。几乎所有的商业动力反应堆都是水冷式热核反应堆。

相比之下,快速反应堆用原始的高能中子分裂原子。它们必须燃烧含有更多铀235或含钚239的燃料,而它们的冷却剂(通常是熔融钠或熔融铅)不会减慢中子。它们还有一个好处:快速中子可以有效地将惰性的铀238转变成钚239,以生产更多的燃料。这在几十年前是很有吸引力的,当时专家们预计核能将供应世界上所有的电力,并担心铀会耗尽。今天,由于不缺乏铀,这种更复杂的快速反应堆无法在经济上与热反应堆竞争——尽管一些核专家说,终有一天,快中子增殖堆将是必需的。

今年4月,INL邀请工业界帮助设计一个300兆瓦的钠冷却快速反应堆,该反应堆将燃烧一种取自退役核武器的钚基燃料。负责该项目的INL核工程师Kemal Pasamehmetoglu表示,在2015年,DOE核能办公室对其设施进行了评估,表示需要快速反应堆研究材料和燃料。“一个明显的差距是缺乏快速中子反应堆。”俄罗斯拥有世界上唯一的快速中子测试反应堆。

其他人则持怀疑态度。麻省理工学院核工程师Jacopo Buongiorno说:“我不认为这种设施有迫切的需求。”他说,测试反应堆网络建立太慢了,无法帮助企业开发新的快速反应堆设计。Oklo公司联合创始人Caroline Cochran也认为,该反应堆不会及时准备好帮助公司,但“这将是未来十年的国家资源”。

华盛顿忧思科学家联盟物理学家Edwin Lyman认为,INL的真正目标是恢复其快速反应堆项目。INL的钠冷却实验增殖反应堆II号在1994年关闭。Pasamehmetoglu承认,制造中子源的一个原因是为了保持专业知识。

德国柏林卡内基国际和平研究所政策分析师Mark Hibbs说,关于测试反应堆的争论反映了核能未来走向的更大问题。他说,如果核能为风能和太阳能等其他无碳能源提供了一座过渡桥梁,那么就不需要快速反应堆了。但是,如果人们对核能的需要持续几个世纪,那么公用事业机构最终必须转向燃料增殖的快速反应堆,Hibbs说,但这场辩论“被说客所主导”。

在国会,该反应堆得到了两党的支持,尤其是来自众议院科学委员会的支持。在该委员会中,众议员Randy Weber和Eddie Bernice Johnson都支持众议院的法案。“我们觉得有一个非常明确的需求,而且是时候了。如果我们等得太久,所有这类公司都会去俄罗斯。”一位议员助手说。

该项目已经在DOE进入常规轨道。根据该机构规则,一个主要项目必须通过一项审查,证明在进行设计之前对该设施有需求。但对于该项目而言,Pasamehmetoglu表示,他的团队将首先进行设计和成本核算,并将其提交给DOE,以便DOE在2020年做出“是”或“否”的决定。

这是一个问题,Lyman说,“很明显,他们没有尽力调查,以证明这个设施是必要的。”在做下一步工作之前,Von Hippel说,DOE应该要求美国国家科学、工程和医学研究院研究该反应堆的必要性。(唐一尘编译)

《中国科学报》 (2018-07-16 第3版 国际)
 
 打印  发E-mail给: 
    
 
以下评论只代表网友个人观点,不代表科学网观点。 
SSI ļʱ
相关新闻 相关论文

图片新闻
科学家构建更好抗生素 70亿年后,垂死太阳刮什么风
地震波也能测海温 慧眼卫星发现距离黑洞最近的高速喷流
>>更多
 
一周新闻排行 一周新闻评论排行
 
编辑部推荐博文
 
论坛推荐