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核能七十二變
申請信貸2000年，柯克索倫森還是美國國傢航空和宇宙航行局的一名工程師。在尋找為未來群居月球提供核動力的備選方法時，他偶然看到瞭一本描述熔鹽反應堆的書，書中談到用液態核燃料作為能量來源。這聽起來有點不可思議。據他所知，所有核反應堆都用固態鈾做燃料，最初的“輕水”反應堆目前在核能行業是主流。然而，這本書解釋說，田納西州的美國橡樹嶺國傢實驗室，已對熔鹽反應堆進行瞭三十多年的研究。而且，液態鈾（即含釷燃料）具有得天獨厚的優勢。例如，即使遭遇災難性的核反應堆堆芯溶化，熔鹽反應堆也不會受影響，不會產生帶有钚及其他長期存在的放射性同位素的核廢料，會將那些同位素完全破壞掉。索倫森很疑惑，“幾乎所有熔鹽解決核能問題的方式，都可能遠遠勝過輕水反應堆。那麼，我們何不從一開始就采取這樣的方式？”改變即將到來過去的十年中，很多人在問這個問題，不僅僅就熔鹽反應堆一事。由於戰爭因素，熔鹽反應堆僅僅是在核能商業化大潮中，第一波就擱淺的眾多替代技術之一。其他的技術還包括能夠燃耗核廢料的“快速”反應堆，以及大量減少溫室氣體排放的工業無碳供熱高溫反應堆。總體來看，這些替代技術可以彌補大部分、甚至是所有核能的缺陷。而數十年來，因為日程計劃和融資水平都在不斷變化，研究人員對這些技術的關註也時斷時續。現在，改變或許即將到來。過去十年中，一些國傢對安全無碳能源的需求，激發瞭政府對替代核能技術的興趣，企業也在努力重啟並推廣一些核能設計。特別是在中國等發展迅猛的國傢。樂觀人士認為，即使去年發生瞭日本福島第一核電站的災難，也最終會推動人們選擇更安全的核反應堆。去年，索倫森為促進熔鹽反應堆商業化，在阿拉巴馬州亨茨維爾創立瞭福利波能源公司。無論是福利波能源這樣處於起步階段的公司，還是正在開發商用快速反應堆的通用電氣-日立核能這種工業巨頭，大小企業都希望準備就緒。然而，復興這些技術並非一日之功。盡管基礎設計幾十年前就已完成，但要實際運行，工程師們還必須進行多種開發，如開發防輻射材料、更高效的換熱器、改良的安全系統。然後，他們必須向監管機構證明，所有這些安全系統都能發揮作用。但相關人士都堅信：未來核工業最美好的前景就是回到過去。正如索倫森就取消熔鹽項目指出的：“從來沒人說過，"我們可能錯瞭，也許應該回到從前，重新審視那個決定。"”熔鹽反應堆的優勢固體反應堆燃料的一大優勢在於其可以預見的幾何形狀，而一大劣勢是這種反應堆的復雜性。從中子轟擊的強度、核分裂產物的分佈到燃料晶體結構的輻射損傷，一切都不斷變化。這一直讓設計師頭疼，因為要竭力確保反應堆能穩定運行，並試圖說服調試者，即使是在最危機的時刻，都不允許燃料的任何部分裂成臨界質量。但當燃料變成液體時，所有的問題都能迎刃而解，這也是美國早在20世紀60年代就開發熔鹽反應堆的主要原因。作為核燃料，“熔鹽”通常是指四氟化鈾。在操作溫度下的液體狀態會與氟鋰鈹混合，成為氟化鋰和氟化鈹的混合物四氟化鈾。它起到冷卻劑的作用。“就像一口沒發出聲音的大鍋——體積巨大，”福斯貝裡說。“你將燃料扔進去，混合到一起，但所有成分卻根本不會發生變化。”索倫森說，液體燃料還有一大優勢，“燃料沒有徹底消耗完就不必從反應器中移除。”相反，這種燃料會通過一個外部回收裝置循環利用，持續提取核裂變產物，保證燃料安然無恙。最後，熔鹽設計可以適用於多種燃料，從傳統的鈾到原始核廢料或釷都能應用。釷的儲量大概比鈾多三倍。需要新型核工廠對於這一切而言，沉寂四十年後復蘇熔鹽反應堆是一項艱巨的任務。索倫森說：“我們必須重建一個基本上已完全消失的知識庫。”2011年9月，福斯貝、彼得森、麻省理工學院的胡林文和威斯康星大學麥迪遜分校的核工程師托德?阿倫，參與瞭一個為期三年的美國能源部資助核研究項目。這個項目在通往熔鹽反應堆的道路上又向前邁進瞭一步：氟化鈹（FliBe）冷卻式高溫反應堆。彼得森說：“沒人建過鹽冷卻式固體燃料反應堆。”倘若這個項目開始運作，反應堆的堆芯會比其他設計小4至5倍。由於鹽的良好穩定性，這個反應堆的溫度總是比破壞極限的溫度低幾百度。彼得森說，盡管“估計會消耗大量的資源”，未來十年內公司還是會建一座用於測試的反應堆。這是個大膽的設想。由於金融危機，所有先進的核反應堆此後的融資都困難得多。此外，科拉迪尼指出，美國突然發現豐富的頁巖氣，他認為，“在美國，廉價的化石燃料已經使一些清潔能源工程建設不斷推遲，不僅限於核能項目”。吉尼亞認為，熔鹽反應堆還有很多未知因素，但值得開發。但是，核能真的會進一步發展嗎？事實上，業內人士看到瞭樂觀的理由。特別是他們認為，如果氣候變化造成越來越明顯的後果，就會迫使政府設定碳價格。吉尼亞說，即使是福島那場核災難，也可能刺激新的核能技術發展，“但也確實給人們帶來瞭恐慌，而且對核能的安全性更加擔憂”。可是，因為人們看得更清楚，“他們就會說，喂，這些都是建瞭30年的老工廠”，那時候，智能化的新型核工廠看來吸引力會大得多。（文章選自《自然》 譯者：斯眉）var page_navigation = document.getElementById('page_navigation');if(page_navigation){ var nav_links = page_navigation.getElementsByTagName('a'); var nav_length = nav_links.length;//正文頁導航加突發新聞 if(nav_length == 2){ var emergency = document.createElement('div');emergency.style.position = 'relative';emergency.innerHTML = '
新聞來源http://news.hexun.com/2013-03-10/151910277.html
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