比爾蓋茨向美國會推廣新核反應堆 願自掏10億美元
2019年01月30日07:27

  比爾·蓋茨向美國國會推廣新核反應堆,願自掏腰包10億美元

  來源:澎湃新聞

  記者 楊漾 實習生 李九畹

  微軟聯合創始人比爾·蓋茨(Bill Gates)正在為其核能夢想積極奔走,遊說美國國會在未來10年投入數十億美元支持新型核反應堆的試驗。據華盛頓郵報報導,蓋茨對議員們表示,他將自掏腰包10億美元,加上在私人投資領域籌集10億美元,與聯邦資金一起為其創辦的泰拉能源公司一項未投入實際使用的技術進行試驗。

  不久前發佈於個人博客的2018年度總結中,蓋茨為“能源”章節著墨頗多。相比於風電與太陽能,蓋茨對核能青睞有加,稱其為“應對氣候變化的理想能源”。他認為,當前核反應堆存在的問題與風險,可以通過創新來解決。而擁有世界一流科學家、企業家和資金的美國,是孕育這些創新的理想之地。在這封公開信中,蓋茨預告2019年將更頻繁地談及美國如何重新在核能研究中發揮主導作用,“為了恢復在核能領域的全球領導者地位,美國需要投入新的資金、更新監管規定,向投資者以示誠意。”

  原理如同蠟燭燃燒的行波堆

  究竟是什麼核能技術讓蓋茨持續多年不遺餘力地親自推廣?十多年前,在評估了所有已在理論上被研究和討論過的核反應堆類型後,比爾·蓋茨選擇了行波堆(Traveling Wave Reactor),並創立了泰拉能源公司來發展該技術,總部設於美國華盛頓州貝爾維尤(Bellevue)。

  行波堆的理論研究始於1950年代後期,屬於鈉冷快中子反應堆,在設計上屬於第四代核電技術。蓋茨本人將這項技術比喻為蠟燭:就像蠟燭用火柴點燃後逐漸燒盡、並可以自身點燃其他蠟燭一樣,行波堆的設計理念是核燃料可以從一端啟動點燃,裂變產生的多餘快中子將周圍的鈾238轉化成鈈239,當鈈239達到一定濃度之後又形成新的裂變反應,進而再產生多餘快中子實現增殖,形成“行波”,行波以增殖波先行,焚燒波後續的方式前進。

行波堆
行波堆

  這形成了行波堆相較於現有商業核反應堆的最大優勢:天然鈾中只有約0.7%的同位素能被直接利用,但是利用行波堆技術,鈾資源的30%~40%,甚至60%~70%可以物盡其用。與其他四代核電技術相比,行波堆可以直接利用廢棄的鈾以及只需簡單轉化的核廢料,可以在貧鈾條件下運行數十年,產生的廢料遠少於常規反應堆。從這個意義上而言,行波堆的普及可以減少鈾濃縮和乏燃料再處理等需求,降低核能的成本和環境風險,更能極大降低核擴散風險。

比爾·蓋茨 視覺中國 圖
比爾·蓋茨 視覺中國 圖

  近年來,蓋茨在全球各類公開演講時頻繁推廣行波堆技術。在2018年底發佈的公開信中,他再次推介這種“安全的、可防止核擴散、產生廢物很少”的新型核反應堆。蓋茨建議,美國應該積極探索先進核技術理念,若美國核能領域的資金和監管環境有所好轉,或許可以在美國建設行波堆項目。“世界需要製定許多阻止氣候變化的解決方案,先進核能是其中之一。我希望說服美國領導人參與其中。”

  前景堪憂的先進核能技術?

  然而,國際上目前不乏對行波堆持懷疑態度的聲音,認為這種“完美的反應堆”難以實施、前景並不樂觀,一些核專家甚至認為,蓋茨的公司正在追求一種“有缺陷”的技術。新的核設計往往需要付出極其高昂的經濟代價,並且需要幾十年的時間來完善、推廣和大規模建造。

  “這些設計(指包括行波堆在內的鈉冷快堆)需要先進的燃料和材料技術來滿足性能目標。”麻省理工學院去年發佈的一份有關核能未來的報告中說道。

  非政府組織憂思科學家聯盟(Union of Concerned Scientists)的核專家埃德溫·萊曼(Edwin Lyman)認為,以核技術應對氣候變化並非一夕之功,一些新堆型仍在設計階段,許多公司卻在努力提高公眾對於先進核反應堆設計的期望,泰拉能源正是其中之一。“先進核能設計的供應商們聲稱可以在數年內在全世界範圍內商業化部署新技術,我們認為會適得其反,因為這將誤導公眾,讓他們誤以為這些舉措是非常快速和高效的。

  另有批評人士認為,泰拉能源在一些技術障礙上進展緩慢。比如,行波傳播時無法均勻地燃燒“蠟燭”中的貧鈾;燃料棒的排列也有待改變設計;在材料上,開發出一種可以在高燃耗深度和高中子通量下仍然能保持良好性能的和材料,是行波堆工程師們面臨的巨大挑戰。

  對於材料技術的挑戰,泰拉能源CFO Marcia Burkey在郵件中回應說,公司研製的一種新型合金鋼已送往俄羅斯進行測試,公司在該領域已經取得了重要進展。

  在美國,核能還需面臨廉價天然氣和可再生能源的競爭,不過先進核能技術逐漸獲得聯邦和州層面的政策支持。2018年9月,美國總統特朗普簽署《核能創新能力法案》,以消除部分阻礙美國核能創新的金融和技術障礙。該法案鼓勵公共與私營部門之間合作,這有利於先進核能技術的開發與部署。

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