这张2018年11月29日的照片显示了爱达荷州国家实验室的瞬态测试反应堆。随着美国试图用更安全的燃料设计和新一代发电厂改造衰退的核电工业,该设施已重新启动以测试核燃料。(AP Photo / Keith Riddler)
美国官员试图用更安全的燃料设计和新一代发电厂改造衰退的核电工业,在几乎几个世纪的关闭之后,能够在几秒钟内熔化铀燃料棒的核试验反应堆再次运行。
自去年年底以来,美国能源部爱达荷国家实验室的反应堆已对核燃料进行了10次试验。
“如果我们将在20或30年内在这个国家拥有核电,那将是因为这个反应堆,”JR Biggs说,站在瞬态测试反应堆前面,他管理说,在短时间爆发可以产生足够的能量为1400万家庭供电。
从1959年到1994年,当美国在安全问题上开始转向核电时,反应堆被用来进行6,604次测试。
根据美国能源情报署的报告,59座发电厂的98座核反应堆产生了约20%的国家能源。大多数反应堆已有几十年的历史,许多反应堆在经济上与其他形式的能源生产竞争,特别是更便宜的燃气发电厂。
近年来,一些核电站已经关闭,伊利诺伊州,纽约州和新泽西州在过去两年中已经批准了对商业核电厂进行救助的补贴。一些地区的官员正在考虑对煤炭和天然气征收碳税以提高核电。
美国官员希望改善核电的前景。他们面临两个主要挑战:使工厂具有经济竞争力,并在一些核电不安全的情况下改变公众的看法。
比格斯说,2011年地震和海啸引发的日本福岛核灾难是美国官员重新启动爱达荷州试验反应堆的主要原因。在冷却系统出现故障后,日本工厂的三个反应堆的核心发生了熔化。
但是,如果研究人员说,核电厂在反应堆中使用零事故容忍燃料生产能源,以便在紧急情况下安全地关闭自己.这就是爱达荷实验室的试验反应堆进入的地方。
负责该实验室燃料安全研究项目的Dan Wachs表示,在法国,日本和哈萨克斯坦,只有三个具有燃料测试能力的反应堆存在。他说,没有人能够在爱达荷实验室的瞬态测试反应堆(也称为TREAT)上进行一系列实验。
在爱达荷州的试验反应堆中,由商业制造商提供的铅笔大小的燃料棒插入反应堆中,可以产生短的20千兆瓦的能量爆发。工人们从大约半英里(0.8公里)远程进行测试。
该战略是在事故条件下测试燃料,包括受控和包含的熔化,最终产生更安全的燃料。
微小的燃料棒,包括那些熔化的燃料棒,被送到实验室的热燃料检查设施,那里有4英尺(1.2米)含铅玻璃的工人检查它们。在辐照材料表征实验室(Irradiated Materials Characterization Lab)附近进行了额外的工作,强大的显微镜可以在原子水平上检查燃料。
Wachs和他的约15名科学家的团队得到了结果,并与燃料制造商和授权核燃料的核管理委员会进行了磋商。
位于爱达荷州以西约50英里(80公里)处的890平方英里(2,300平方公里)的能源部站点位于爱达荷瀑布以西约50英里(80公里)处,也是能源合作社小型模块化反应堆的拟议位置。小型反应堆旨在具有经济竞争力,并且比目前的反应堆设计更安全。由于它们是模块化的,因此可以在一个地区增加能源需求的同时建造额外的反应堆,从而降低初始建设成本。
虽然爱达荷州实验室展望未来,但在爱达荷州高沙漠山艾树的能源部庞大地点也包含了该国的一些核过去。宾夕法尼亚州三里岛核电站的核心在1979年因全国最严重的核事故之一遭遇部分熔毁后被埋葬在那里。
三里岛工厂仍在生产能源,但其所有者已表示将在2019年将其关闭,除非宾夕法尼亚州进行金融救援。
除经济和安全外,核能的另一个问题是如何处理放射性乏燃料棒。美国没有约77,000吨(70,000公吨)的永久储存库,主要储存在用于发电的商业核电站。
爱达荷州在20世纪90年代赢得了联邦法院的斗争,以防止能源部的爱达荷州遗址成为乏燃料和其他核废料的储存库。
“我认为爱达荷国家实验室对核能的未来比对有保证的更为乐观,”位于爱达荷州的核监督组织Snake River Alliance的Beatrice Brailsford表示。
尽管如此,美国官员已经确定核能在减少国家温室气体排放方面发挥了关键作用。
“核能是实现这一目标的主要途径,”沃克斯说。“这真的是到达那里的唯一途径。”