“先进”核反应堆？不要屏住呼吸

美国核电行业陷入僵局。自 2003 年以来，当时运行的 104 座轻水反应堆中有 11 座已经关闭，主要是由于基础设施老化以及无法与天然气、风能和太阳能竞争，而天然气、风能和太阳能现在是美国最便宜的电力来源州和世界上大多数其他国家。在 2000 年代初，该行业推动了“复兴”以试图阻止其初期的衰退，2005 年，国会为新核反应堆提供了近 200 亿美元的联邦贷款担保。结果？只有两个新的西屋 AP1000 轻水反应堆仍在乔治亚州建设中，每个反应堆的成本至少为 140 亿美元——是预计价格标签的两倍——而且完工时间是预计的两倍多。南卡罗来纳州另外两座部分建造的 AP1000 反应堆在投资 90 亿美元后于 2017 年被废弃。鉴于建造这些标准大小的 1,000 兆瓦轻水反应堆的努力，该行业已转向另外两个策略以确保更大的市场份额：小型模块化轻水反应堆，因为它们缺乏经济优势规模，将产生比传统反应堆更昂贵的电力；和非轻水“先进”反应堆，它们主要基于 50 多年前未经证实的概念。与轻水反应堆不同，这些非轻水设计依靠水以外的材料进行冷却。一些开发商争辩说，这些仍处于概念阶段的反应堆将解决困扰轻水反应堆的问题，并在本十年末为黄金时间做好准备。廉价、安全和可靠的核反应堆即将出现的警报声引起了拜登政府官员和一些国会主要成员的注意，他们正在寻找任何和所有方法来遏制碳排放。但是，所谓的先进反应堆会成为应对气候变化的有力工具吗？忧思科学家联盟 (UCS) 对正在开发的非轻水反应堆概念的分析表明，这种结果可能与能源委员会主席刘易斯·施特劳斯 1954 年著名的预测一样，即核能产生的电力最终将变得“太便宜而无法计量”。 。”由 UCS 物理学家 Edwin Lyman 撰写的这份 140 页的报告发现，这些设计并不比当今运行的轻水反应堆更好——在某些方面甚至更糟。莱曼仔细研究了开发人员对三种主要非轻水设计的说法：钠冷快堆、高温气冷反应堆和熔盐燃料反应堆。在几乎没有确凿证据的情况下，许多开发商坚持认为它们将比目前运行的反应堆更便宜、更安全和更安全；将更有效地燃烧铀燃料，产生更少的放射性废物，并降低核扩散的风险；并且可以相对较快地商业化。然而，这些说法经不起推敲。 TerraPower 的 345 兆瓦 Natrium 是钠冷快堆之一，今年早些时候，公司创始人比尔·盖茨 (Bill Gates) 在关于他的新书《如何避免气候灾难》(How to avoid a Climate Disaster) 的采访中大肆吹捧时，引起了媒体的广泛关注。 2 月中旬，盖茨告诉哥伦比亚广播公司的 60 分钟，钠反应堆将比传统的轻水反应堆更安全、更便宜，并且产生的核废料更少。

然而，根据 UCS 的报告，Natrium 等钠冷快堆的铀效率可能较低，并且不会减少需要长期隔离的废物量。他们还可能遇到轻水反应堆不存在的安全问题。例如，钠冷却剂在暴露于空气或水中时会燃烧，而 Natrium 的设计可能会经历无法控制的功率增加，从而导致核心快速熔化。 6 月，TerraPower 宣布将在怀俄明州建造第一座 Natrium 反应堆，作为与能源部 50-50 成本分摊计划的一部分。 DOE 计划最初要求 TerraPower 将仍处于早期设计阶段的反应堆在 2027 年之前启动并运行。该机构最近将商业化的目标日期更改为 2028 年。新的西屋 AP1000 轻水反应堆提供了一个警示。第一个在中国建成并于2018年开始发电之前，历时30多年的研发和建设。根据UCS的报告，如果联邦监管机构要求进行必要的安全论证，可能至少需要20年——以及数十亿美元的额外成本——用于将非轻水反应堆、其相关的燃料循环设施和其他相关基础设施商业化。核管理委员会 (NRC) 在对设计与当前机队有显着差异的反应堆技术进行许可时可能需要调整一些法规。莱曼说，这不应该意味着削弱公共健康和安全标准，没有理由认为“先进”反应堆将更加安全和可靠，以至于 NRC 可以免除它们的基本保障措施。相反，由于关于这些反应堆的悬而未决的问题太多，他说它们可能需要满足更严格的要求。该报告建议美国能源部暂停其先进反应堆示范计划，直到 NRC 确定在任何设计获得商业部署许可之前是否需要进行全尺寸原型测试，报告认为这是必不可少的。该报告还呼吁国会要求能源部召集一个独立委员会来审查非轻水反应堆的技术优势，并只批准那些商业化可能性高且明显比现有反应堆更安全和更有保障的项目。 .最后，它建议能源部和国会考虑将更多的研发资金用于改善轻水反应堆的安全和安保，而不是将不成熟的、过度炒作的非轻水反应堆设计商业化。 “不幸的是，这些非轻水反应堆设计的支持者正在大肆宣传它们是一种气候解决方案，并淡化了它们的安全风险，”莱曼说。 “鉴于如果操作得当，任何新的核反应堆技术商业化至少需要二十年的时间，我们审查的非轻水概念不能提供短期解决方案，只能提供长期解决方案，前提是它们的安全安全风险得到充分解决。”他说，任何用于研究、开发和部署这些反应堆设计的联邦拨款“都应该以对投资数十亿纳税人资金可能带来的社会效益的现实评估为指导，而不是基于一厢情愿的想法。”

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