進(jìn)出凱默勒 (Kemmerer) 高速公路的人們可以看到泰拉能源公司 (TerraPower) 新建的鈉冷快堆 (Natrium reactor) 場址正在施工。但他們看到的并不是核電站本身。

正在建設(shè)的是未來核電站所需的鈉測試與填充設(shè)施，根據(jù)預(yù)測，這是該核電站將在 2030 年左右投入運(yùn)營之前要采取的眾多步驟中的第一步。比爾·蓋茨 (Bill Gates) 創(chuàng)立了泰拉能源公司，并于 6 月前往凱默勒參加了該核電站的破土動工儀式。

測試與填充設(shè)施是建設(shè)這座新型核電站的關(guān)鍵一步，也是美國同類核電站中的第一座。泰拉能源公司計劃在此測試并驗證一種新型核冷卻系統(tǒng)，整個過程預(yù)計將持續(xù)約一年時間，這也是比爾·蓋茨所支持的項目。

在將任何熔融的金屬鈉注入冷卻設(shè)施之前，必須先測試該設(shè)施的所有部件。這將確保鈉不會發(fā)生反應(yīng)，并且最終當(dāng)核電站的核部分投入運(yùn)營時不會出現(xiàn)任何意外情況。與此同時，泰拉能源公司實際核電站的施工許可正在美國核管理委員會 (Nuclear Regulatory Commission) 手中，正在接受為期 18 至 24 個月的審查。這份長達(dá) 3000 頁的申請文件是泰拉能源公司與美國核管理委員會合作多年才完成的，雙方通過往來提交白皮書來回答美國核管理委員會有關(guān)這種新型方法的疑問。這些白皮書詳細(xì)解釋和描述了鈉冷快堆核電站預(yù)期運(yùn)行的各個方面，以便該核電站最終投入運(yùn)營時不會給任何人帶來意外。

更不易發(fā)生熔毀

泰拉能源公司 (TerraPower) 的鈉冷快堆 (Natrium reactor) 的設(shè)計理念是，鈉冷反應(yīng)堆比傳統(tǒng)核反應(yīng)堆更不易發(fā)生熔毀。鈉的沸點遠(yuǎn)高于水，也遠(yuǎn)高于反應(yīng)堆的溫度。這意味著冷卻劑永遠(yuǎn)不會出現(xiàn)沸騰或汽化的情況。該系統(tǒng)也無需像水那樣加壓才能工作，從而消除了另一個潛在的故障點。但有一點需要注意。液態(tài)鈉如果暴露在空氣或水中可能會起火。這正是測試與填充設(shè)施發(fā)揮作用的地方。它將在核電站投入運(yùn)營之前，用于模擬并排除所有可能的薄弱環(huán)節(jié)。“一旦測試與填充設(shè)施投入運(yùn)營，我們將安排人員在那里工作，測試組件，與鈉打交道，確保其行為符合我們的預(yù)期，”納文 (Navin) 介紹稱。“然后，在 2026 年，我們預(yù)計將開始工作，獲得美國核管理委員會 (NRC) 的許可，然后開始在現(xiàn)場建造實際的核電站。”然而，即便如此，核電站也仍然無法投入運(yùn)營。泰拉能源公司將在次年，即 2027 年，申請運(yùn)營許可。“那也需要幾年時間，”納文說道。“這是一個分為兩部分的許可流程。第一部分是建造反應(yīng)堆，第二部分是運(yùn)營反應(yīng)堆。”

眾多環(huán)節(jié)齊頭并進(jìn)

由于該核電站前所未有，泰拉能源公司在建設(shè)設(shè)施的同時，還有許多其他環(huán)節(jié)也在同步推進(jìn)。其中最關(guān)鍵的是建立商業(yè)規(guī)模的國內(nèi)高豐度低濃縮鈾(HALEU)供應(yīng)，而美國目前尚不存在這種供應(yīng)。這對于泰拉能源公司的鈉冷快堆核電站而言至關(guān)重要，但同樣重要的是，目前已有20多家美國公司正在開發(fā)各種先進(jìn)核反應(yīng)堆概念，這些概念將需要更高品質(zhì)的濃縮鈾。傳統(tǒng)核能艦隊使用的是鈾-235，其豐度最高可達(dá)5%，而HALEU的豐度則超過這一比例，范圍在5%至20%之間。

美國能源部的預(yù)測顯示，到本十年末，美國需要超過40公噸的HALEU，用于其他已在籌備中、正在通過美國核管理委員會審批流程的類似核電站。愛達(dá)荷國家實驗室(Idaho National Laboratory)正在研究兩種化學(xué)工藝，這些工藝可以在短期內(nèi)提供一些HALEU。這兩種工藝通過回收使用過的核燃料來回收豐度超過20%的高度濃縮鈾，然后將其降級以制造HALEU燃料。從長遠(yuǎn)來看，美國能源部正與俄亥俄州平克頓(Pinkerton)的一家濃縮設(shè)施合作，建設(shè)一座用于六氟化鈾氣體濃縮的示范工廠，該氣體可用于大量生產(chǎn)所需的HALEU。一旦示范項目完成，該技術(shù)便可用于商業(yè)部署。