美國(guó)能源部（DOE）正在資助五個(gè)項(xiàng)目，以開發(fā)先進(jìn)的核反應(yīng)堆設(shè)計(jì)，這些將由私營(yíng)企業(yè)在美國(guó)建造。根據(jù)先進(jìn)反應(yīng)堆示范計(jì)劃（ARDP），能源部核能辦公室的3000萬(wàn)美元初始資金預(yù)計(jì)將在7年內(nèi)增長(zhǎng)到6億美元，工業(yè)界將提供20%的額外資金。

盡管在過(guò)去的幾十年里，核電在西方國(guó)家一直不受歡迎，但對(duì)碳中和未來(lái)的需求似乎已經(jīng)準(zhǔn)備好了，這將引發(fā)新一代的先進(jìn)反應(yīng)堆，與自20世紀(jì)50年代以來(lái)主導(dǎo)核電行業(yè)的輕水加壓反應(yīng)堆截然不同。

能源部最新?lián)芸畹哪繕?biāo)是促進(jìn)開發(fā)在10到14年內(nèi)部署的反應(yīng)堆，這些反應(yīng)堆不僅運(yùn)行效率更高、更經(jīng)濟(jì)，而且運(yùn)行起來(lái)本質(zhì)上也更安全，其設(shè)計(jì)使用更堅(jiān)固的燃料，冷卻系統(tǒng)即使在沒(méi)有電力可用的情況下也能被動(dòng)地保持反應(yīng)堆不熔化。

正在開發(fā)的五個(gè)反應(yīng)堆概念包括位于加利福尼亞州阿拉米達(dá)的Kairos Power公司的Hermes縮小規(guī)模試驗(yàn)反應(yīng)堆。這個(gè)先進(jìn)的試驗(yàn)反應(yīng)堆旨在建造商業(yè)規(guī)模的Kairos Power氟鹽冷卻高溫反應(yīng)堆（KP-FHR），它以三結(jié)構(gòu)ISOtropic（TRISO）顆粒燃料為基礎(chǔ)，并由低壓氟鹽冷卻劑冷卻。

TRISO燃料以顆粒形式出現(xiàn)，由鈾、碳和氧組成，然后被三層碳和一層陶瓷封裝，以防止放射性廢物的釋放。這些***籽大小的顆粒然后被收集在一起，成為圓柱形的顆粒或臺(tái)球大小的球體，可以在氣冷或鹽冷反應(yīng)堆中承受高溫。

第二個(gè)項(xiàng)目是西屋電氣公司的eVinci微反應(yīng)器，這是一個(gè)熱管冷卻的微型反應(yīng)器，作為技術(shù)示范的一部分，將于2024年完成。熱管反應(yīng)器通常由一個(gè)固體核心組成，燃料插入塊中的孔中。熱管中含有一種液體，當(dāng)液體汽化時(shí)，它可以從堆芯中帶走熱量，然后將熱量帶到熱交換器中，進(jìn)行冷卻和發(fā)電。

演示的目的是評(píng)估這種設(shè)計(jì)的風(fēng)險(xiǎn)，并確定如何改進(jìn)熱管系統(tǒng)的制造和效率。

第三個(gè)項(xiàng)目是位于弗吉尼亞州林奇堡的BWXT先進(jìn)技術(shù)公司的BWXT先進(jìn)核反應(yīng)堆（BANR）。這是一個(gè)可運(yùn)輸?shù)奈⑿头磻?yīng)堆，同樣使用TSIRO燃料來(lái)實(shí)現(xiàn)更高濃度的鈾，以及使用碳化硅基體的改進(jìn)型堆芯設(shè)計(jì)。

第四個(gè)項(xiàng)目是位于新澤西州卡姆登的Holtec政府服務(wù)公司的Holtec SMR-160反應(yīng)器。這是一種基于輕水反應(yīng)堆設(shè)計(jì)的小型模塊化反應(yīng)堆。模塊化反應(yīng)堆的優(yōu)點(diǎn)是可以在工廠進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)，也可以通過(guò)在現(xiàn)場(chǎng)增加額外的模塊進(jìn)行擴(kuò)展。

最后，是阿拉巴馬州伯明翰的南方公司服務(wù)公司的熔融氯化物反應(yīng)器實(shí)驗(yàn)。在這個(gè)1200兆瓦的臨界快譜鹽反應(yīng)器設(shè)計(jì)中，燃料與熔鹽冷卻劑混合。反應(yīng)發(fā)生在鹽的內(nèi)部，使其保持熔融狀態(tài)。熔鹽反應(yīng)堆的效率更高，因?yàn)樗鼈兛梢栽诒葌鹘y(tǒng)反應(yīng)堆更高的溫度下運(yùn)行。

“所有這些項(xiàng)目都將使美國(guó)在國(guó)內(nèi)和全球部署先進(jìn)核反應(yīng)堆的時(shí)間表上加快，這些反應(yīng)堆將提高安全性，并且可以負(fù)擔(dān)得起建造和運(yùn)營(yíng)，”美國(guó)能源部部長(zhǎng)丹·布勞伊萊特說(shuō)?！霸谙冗M(jìn)技術(shù)方面發(fā)揮領(lǐng)導(dǎo)作用對(duì)國(guó)家的未來(lái)非常重要，因?yàn)楹四茉谖覀兊那鍧嵞茉磻?zhàn)略中扮演著如此關(guān)鍵的角色。”
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