美国加快开发先进核反应堆设计

美国能源部（DOE）正在资助五个项目，以开发先进的核反应堆设计，这些将由私营企业在美国建造。根据先进反应堆示范计划（ARDP），能源部核能办公室的3000万美元初始资金预计将在7年内增长到6亿美元，工业界将提供20%的额外资金。

尽管在过去的几十年里，核电在西方国家一直不受欢迎，但对碳中和未来的需求似乎已经准备好了，这将引发新一代的先进反应堆，与自20世纪50年代以来主导核电行业的轻水加压反应堆截然不同。

能源部最新拨款的目标是促进开发在10到14年内部署的反应堆，这些反应堆不仅运行效率更高、更经济，而且运行起来本质上也更安全，其设计使用更坚固的燃料，冷却系统即使在没有电力可用的情况下也能被动地保持反应堆不熔化。

正在开发的五个反应堆概念包括位于加利福尼亚州阿拉米达的Kairos Power公司的Hermes缩小规模试验反应堆。这个先进的试验反应堆旨在建造商业规模的Kairos Power氟盐冷却高温反应堆（KP-FHR），它以三结构ISOtropic（TRISO）颗粒燃料为基础，并由低压氟盐冷却剂冷却。

TRISO燃料以颗粒形式出现，由铀、碳和氧组成，然后被三层碳和一层陶瓷封装，以防止放射性废物的释放。这些罂粟籽大小的颗粒然后被收集在一起，成为圆柱形的颗粒或台球大小的球体，可以在气冷或盐冷反应堆中承受高温。

第二个项目是西屋电气公司的eVinci微反应器，这是一个热管冷却的微型反应器，作为技术示范的一部分，将于2024年完成。热管反应器通常由一个固体核心组成，燃料插入块中的孔中。热管中含有一种液体，当液体汽化时，它可以从堆芯中带走热量，然后将热量带到热交换器中，进行冷却和发电。

演示的目的是评估这种设计的风险，并确定如何改进热管系统的制造和效率。

第三个项目是位于弗吉尼亚州林奇堡的BWXT先进技术公司的BWXT先进核反应堆（BANR）。这是一个可运输的微型反应堆，同样使用TSIRO燃料来实现更高浓度的铀，以及使用碳化硅基体的改进型堆芯设计。

第四个项目是位于新泽西州卡姆登的Holtec政府服务公司的Holtec SMR-160反应器。这是一种基于轻水反应堆设计的小型模块化反应堆。模块化反应堆的优点是可以在工厂进行大规模生产，也可以通过在现场增加额外的模块进行扩展。

最后，是阿拉巴马州伯明翰的南方公司服务公司的熔融氯化物反应器实验。在这个1200兆瓦的临界快谱盐反应器设计中，燃料与熔盐冷却剂混合。反应发生在盐的内部，使其保持熔融状态。熔盐反应堆的效率更高，因为它们可以在比传统反应堆更高的温度下运行。

“所有这些项目都将使美国在国内和全球部署先进核反应堆的时间表上加快，这些反应堆将提高安全性，并且可以负担得起建造和运营，”美国能源部部长丹·布劳伊莱特说。“在先进技术方面发挥领导作用对国家的未来非常重要，因为核能在我们的清洁能源战略中扮演着如此关键的角色。”
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