小型、可部署的核反应堆是美国军方几十年来一直在试验的一个想法,最近,这个想法因为国防部周四宣布的一项计划获得新生。 

与之前部署柴油和其他化石燃料发电机替代品的努力不同,这些替代品因高成本和缺乏政治支持而停滞不前,而小型核反应堆这项新努力可能会成功地帮助军方,并最终帮助商业能源供应商摆脱碳密集型电力。

正如一位专家解释的那样,虽然物理学没有改变,但对化石燃料地缘政治的日益关注以及对气候变化的日益关注使得这项工作变得更加关键。 

根据新计划,国防部将在爱达荷国家实验室建造一个 1-5 兆瓦的核微型反应堆,并进行最短为期三年的测试运行。国防部在一份声明中说,这将是“美国建造的第一座发电第四代核反应堆” 。

世界上第一个发电的第四代核反应堆是中国的 HTR-PM 反应堆,它于 2021 年 9 月首次达到临界。

该公告清楚地表明,推动重新考虑的不仅是与中国的竞争,而且对国防部大量碳足迹的关注也越来越高。 

“国防部每年使用大约 30 太瓦时的电力,每天使用超过 1000 万加仑的燃料——由于非战术车队的预期电气化和未来能源密集型能力的成熟,预计这一水平只会增加,”声明中写道。“一个安全、小型、可运输的核反应堆将通过一种不会增加国防部燃料需求的弹性、无碳能源来满足这一不断增长的需求,同时支持在偏远和严峻环境中的关键任务操作。”

所谓的 Pele 项目不会是美国军方生产的第一个微型反应器。1954 年,参谋长联席会议启动了一项研究核能军事用途的计划。这项努力产生了三个反应堆:一个为怀俄明州圣丹斯附近的防空和导弹防御雷达站提供动力,一个为格陵兰岛提供动力,另一个为南极洲的麦克默多站提供了十年的动力。 

1963 年,这项工作生产了一种可以安装在大型卡车底盘上的反应堆,即 ML-1。但与柴油发电机相比,当时的成本被认为太高,因此该计划于 1977 年终止。 

几十年后,在 2000 年代初,美国军方再次将这一概念视为为阿富汗和伊拉克等地的偏远基地提供动力的一种手段,对在这些环境中试图运送和取回柴油燃料时丧生的士兵人数感到震惊. DARPA 于 2011 年启动了一项新计划,以考虑用于远程前沿作战基地的移动核反应堆的成本和收益。 

事实证明,这个想法不适用于美国在阿富汗和伊拉克的基地类型。正如德克萨斯大学教授 Alan J. Kuperman 在 2021 年 4 月的一篇论文中所指出的那样,“对于这一举措的必要性、可取性和合理性仍然存在重大疑问。最初的理由是为了减少美国因袭击外国军事基地发电用柴油运输造成的伤亡,然而这个问题现在已经不复存在,因为这种伤亡几乎已经减少到零。” 

移动核反应堆一样也会有安全问题。虽然今天的移动核反应堆不应与切尔诺贝利或过去几十年的其他大型核灾难相提并论,但是在战场环境中,它们仍然可能是危险的。正如库珀曼所说,瞄准移动微反应堆的导弹可能会导致放射性物质逸出。而且反应堆不能被掩埋,因为在温度升高的情况下它需要被动冷却。 

但现在,对于小型移动核反应堆的构想已经有了新的意义,并且正在寻找新的支持。退休的陆军上校保罗罗格说,他为 DARPA 管理了一个 1.5 亿美元的项目来研究这个概念。

美国政府对小型核反应堆可以帮助美国维持在亚太地区的长期存在有了新的认识,在亚太地区,军队必须大量行动以阻止中国发动对台湾的入侵。 

“美国正在帕劳建造一些雷达系统,这是相当公开的。你需要有一些能量,但你知道,不是几十兆瓦,也许是几兆瓦到一个雷达系统来运行无线电,运行互联网,“他说。

美国正在寻求在亚太地区建立存在,并计划维持这种存在的时间比军队在阿富汗或伊拉克的时间要长得多。他说,预计核电站运行的时间越长,核电的经济吸引力就越大。此外,他说,如果美军能够为他们带来足够多的能源,那将有助于地方政府在经济上免受中国影响。 

而且,虽然核能不是为坦克提供动力的好选择,但随着军队向信息密集型的未来行动迈进,它可以用来运行服务器或其他技术。 

另外,在俄乌战争的背景下,由于俄罗斯将能源作为胁迫各国的工具,各国政府都开始重新考虑核电,这使得小型核电站这一概念具有广泛吸引力。 

“罗马尼亚拥有相当多的核能。捷克共和国和其他几个国家在过去几年中变得非常感兴趣,因为,你知道,他们想要[俄罗斯石油和天然气]的替代品,”他说。这些国家担心气候变化,“而且他们也不希望自己的能源受制于俄罗斯。去年,一些欧盟国家的领导人写信给欧盟领导层,并表示“我们希望将核能视为清洁能源选择之一。” 

美国和美国领导人之间围绕核电的政治也发生了变化。从奥巴马政府期间对核电的反对声到特朗普政府时期的共和党官员的普遍接受,现在在拜登政府官员中,随着政府着眼于雄心勃勃的碳减排目标,尤其是美国军方的目标,他们的兴趣更大。


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