小型模块化核反应堆首次测试达到临界值

　　科技日报记者 张梦然

　　据美国科技新闻与评论网站Ars Technica最新消息，美国核能初创企业Antares宣布，其在爱达荷国家实验室安装的小型模块化核反应堆“Mark-0”首次测试达到临界状态，成为特朗普政府发布加速核电发展行政命令以来，第一个突破这一门槛的新型反应堆设计。

　　临界状态意味着反应堆内的核裂变反应实现自持，但该反应堆尚未接入发电系统。此举标志着美国在推进下一代核能技术方面取得实质性进展，不过，目前全美尚无任何一种新型反应堆设计进入实际建造阶段。

　　长期以来，美国围绕小型化、模块化反应堆设计已形成创业生态系统，但监管审批迟缓，此前仅有少数设计获得完全许可，且无一进入工程建造阶段。此次临界实验为行业提供了急需的实证数据。

　　Antares反应堆的核心在于采用一种名为TRISO的新型燃料系统。该系统将氧化铀芯封装于微型燃料颗粒内，外层依次包裹多层碳缓冲层及坚硬的碳化硅陶瓷壳。这种设计可承受极高温度，并将部分安全优势从反应堆整体设计转移至燃料本身。只要反应堆控制得当，这种颗粒状核燃料理论上可杜绝堆芯熔毁风险，并锁住绝大多数放射性同位素。为进一步控制中子泄漏，燃料颗粒外部还加装了石墨护套。不过，中子仍可能活化周边结构材料，产生次生放射性，这是此类设计仍需面对的安全课题。

　　在热能转换环节，Antares设计采用液态钠作为初级冷却剂，将堆芯热量传递至热交换器。随后，热量转移给加压氮气，驱动基于闭式布雷顿循环系统的涡轮机发电。该非能动安全设计旨在降低非放射性风险。

　　本次达到临界的“Mark-0”装置，其主要任务是验证公司对反应堆物理特性的建模精度，并生成用于后续许可申请的关键安全数据。Antares的主要合作方是美国国防部，旨在开发可机动部署的移动式核反应堆，为所需地区提供可靠电力。美国国家航空航天局亦对该公司技术给予支持，显示其在太空核动力领域具备潜在应用前景。随着Mark-0反应堆进入临界测试阶段，美国新型核能的商业化与特种化应用向前迈进了一步，但其最终能否走出实验室、实现规模化部署，仍取决于后续的系统验证与监管审批结果。

　　总编辑圈点

　　这一临界实验实则是美国核能创新生态的一次“压力测试”。它证明未来的核电站或许不再需要庞大的安全壳，能像大号充电宝一样机动部署。但当前其高度绑定美国防部订单，本质是“军费养研发”，若无法在民用电网中证明经济性，终将困于特种市场；另一方面，TRISO燃料虽锁住堆芯熔毁风险，却不知何时能解决次生放射性与核废料处理问题；后续推进中，也需核监管体系适配，否则这项珍贵的实验室突破可能“烂尾”。毕竟，下一代核能的竞争力，终究要看能否在民用电网中跑通经济账与安全账。