当今世界上几乎每一座核电站都可以追溯到美国爱达荷州国家实验室（Idaho National Laboratory）占地890平方英里的庞大综合体。1951年，那里的研究人员首次开启核裂变发电，此后无数科学家到访了这个偏远的地点，测试反应堆的设计。

INL 作为美国核能实验室，其核心任务包括保持现有反应堆的使用和开发下一代裂变发电厂。随着该技术成为主流电力来源，历史上在这里共孕育并运行了52座反应堆。然而，上一次在那里投入使用的反应堆还是在1973年。距离上一个反应堆在爱达荷州启动现在已经过去了50年，漫长的时间说明了利用核裂变发电这些年来遭遇的挑战。

为了努力摆脱国内产生碳的能源，爱达荷州国家实验室正在对核电进行现代化改造。

爱达荷州国家实验室，核能复兴的“迪斯尼乐园”？

在过去的几十年里，美国核电行业基本处于停摆状态。INL国家实验室的一些设施被封存；1951年利用裂变反应中使用的反应堆被改建为博物馆。2018年，当时一个巨大的安全壳圆顶几乎被拆除，美国能源部官员决定保留这个设施，此举很可能具有先见之明。该设施高约80英尺，外部涂有一层闪亮的银色油漆。这些墙由12英寸的混凝土和1英寸厚的钢板制成，科学家可以在里面测试新的反应堆。承包商正在扩大装载门，以便更容易地将大型设备移入和移出这个圆顶设施。

目前，INL实验室准备引导新一波核技术推向市场，但仅凭INL的研究能力还不足以确保该行业在未来几十年应对气候变化方面发挥重要作用。数十家公司正在开发先进的反应堆设计，这些设计通常比今天广泛使用的大型发电厂要小。这种方法被誉为是建造反应堆的一种更快、更便宜的方式。许多公司正计划前往INL朝圣，INL拥有大量评估反应堆堆芯、燃料、冷却剂材料和其他关键部件的设施。这些新设计在投入使用之前需要进行严格的测试，以确保安全性和可靠性，而这十年的研究将对本世纪剩余时间的核工业格局产生重大影响。INL材料与燃料综合实验室副主任Ron Crone说：“这是困难的事情，但也是有趣的事情。这里是核能的迪斯尼乐园。”

包括国际能源署在内的机构呼吁积极扩大无碳的核技术，以帮助控制气候变化，但初创公司不得不应对不断上升的成本和极其缓慢的监管审批过程。

爱达荷国家实验室，正在进行核能现代化

去年11月，NuScale Power Corp.取消了在INL核电站建造一座商业发电厂的计划，这本是美国第一座使用的小型模块化反应堆（SMR）。钢铁和其他关键材料价格的上涨，以及更高的资金利率，将该公司的电力成本推高了50%以上。这使得该公司很难找到足够多的客户来证明该项目的合理性。NuScale是唯一一家获得美国核管理委员会SMR设计批准的公司，爱达荷州项目是其旗舰项目，这个项目取消是核能行业复兴的一大挫折。

第53号反应堆有望在2025年完工（工业供热的微型反应堆），后面至少还有三个反应堆。INL有一个时间表，计划在这里和美国其他地点开发更多的反应堆，包括田纳西州橡树岭的一个姐妹国家实验室，以及计划在得克萨斯州、怀俄明州和其他地方的商业项目。这些不同的项目使用不同类型的铀燃料，并采用新的冷却材料。其中一些用于研究，还有一个小型微型反应堆，旨在为远程军事基地供电，而另一些反应堆则更大，预计将投入商业服务，为电网供电。

美国能源部希望该国到2050年达到净零排放，而这一目标的一部分是加速核电潜力。目前，核电只占国内能源生产的19%。为了提高这一比例，核电需要更多的研究和开发。

爱达荷州国家实验室自1949年以来在核研究中发挥着重要作用，但自70年代以来，该实验室一直没有建立一个新的测试系统，而这一点即将改变。

美国能源部已经批准了一个新反应堆的计划，并要求在2023年提供联邦资金--这就是多功能测试反应堆，或称VTR，在2026年前投入使用的原因。

与目前在美国运行的其他系统相比，钠冷系统可以更快、更有效地测试核材料。据美国能源部称，VTR 核试验的速度将是美国现有核试验潜力的 10 倍。

核废料的争议

核能发展并非没有批评意见。对废物、熔化和辐射泄漏的担忧并非没有先例。

埋藏在爱达荷州东部Arco附近的放射性废物管理中心的核废料污染了蛇河平原的含水层。17年的超级基金清理工作已于今年完成。

核能是仅次于水电的第二大无碳能源，是控制排放的关键。除了在COP28上倡导可再生能源外，美国还率先推动到2050年将全球核能增加两倍。

具有不同尺寸和能力的新反应堆设计的出现可能有助于核能行业的扩张。目前正在使用的传统核电站通常有大约1吉瓦的容量，大约足够为876000户家庭供电。乔治亚州的Vogtle核电项目计划于明年完工，比计划晚了七年多，比预算至少多出160亿美元。目前新建的反应堆设计要小得多，其中一些可能小到1兆瓦，预计将在工厂建造并现场组装。这种方法可能会使系统的部署更容易、更快，也可能为核能进入世界各地的新市场打开大门。

文章来源： ​国际能源小数据，中国核电网