作者：吉尔特·德·克勒克
法国卡达拉舍（路透社） - 在法国林地深处实验室的厚玻璃后，银色的熔融金属像液体镜子般旋转。但这种材料并非仅仅是新奇事物；它既危险又引人入胜，可能为核能辩论提供解决方案。
钠是地球上第六大最丰富的元素，被认为是几种新型核反应堆的关键，这些反应堆正在开发中，以应对政府努力使原子能更环保、安全和经济可行的问题。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保有关塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
2011年日本福岛灾难有效地阻止了全球核能繁荣，但一项关于新型反应堆的十年研究计划最近重新获得了相关性。
除了德国决定在福岛事件后逐步淘汰其大部分核能力外，英国和比利时最近也出于安全考虑关闭了几座老化的反应堆，而美国的一些核电站也因无法与廉价页岩气竞争而关闭。
由美国于2000年启动的第四代国际论坛（GIF）有13个成员国，包括中国、俄罗斯、法国、日本和英国，它们已将近100个提议的概念缩小范围，以专注于六种核反应堆模型的研究。
在这六种模型中，最先进的是钠冷快堆（SFR），由法国、俄罗斯和中国从20世纪50年代美国首创的概念发展而来。
SFR的主要优点是它可以燃烧乏铀和钚。这些来自水冷反应堆的不需要的副产品多年来一直在堆积，世界核协会估计库存约为150万吨。
GIF副主席克里斯托夫·贝哈尔说：“我们可以用这些东西发电数千年，而无需获得新的天然铀。”
同样也是法国核能机构CEA研究主管的贝哈尔指出，SFR还可以燃烧铀寿命最长的放射性废物，从而减少对深层储存的需求。
爆炸性缺点
液态钠比水更擅长从反应堆堆芯中排出热量，其约900摄氏度的高沸点使SFR能够在接近大气压的条件下运行，从而无需加压水反应堆中使用的厚钢制安全壳。
但钠也有明显的缺点。接触空气时，它会燃烧；浸入水中，它会爆炸。
法国、俄罗斯和日本早期建造的SFR曾遭受腐蚀和钠泄漏。但这些反应堆并非按照GIF标准建造，位于法国东南部卡达拉舍松树林中的CEA研究机构正在研究如何驯服钠，因为该机构正寻求说服立法者允许建造其新的Astrid反应堆，一座600兆瓦的SFR。
Astrid项目在2010年获得了6.52亿欧元（8.23亿美元）的预算，预计将在2019年左右决定是否建造。
然而，使用钠（钠在自然界中仅以化合物形式存在于其他矿物中）带来了巨大的挑战。
正在设计氮气驱动的涡轮机，以防止钠与水混合，而专门制造的电磁泵被认为是移动反应堆内超热金属的解决方案。此外，如果反应堆堆芯出现问题，无法看穿液态金属也是一个令人头疼的问题。
其他五种概念——包括铅冷快中子反应堆和氦冷快中子反应堆以及三种超高温反应堆——不如SFR成熟，并且面临类似的技术障碍。
但技术并非唯一的障碍。成本始终是关键，而且美国丰富的页岩气和欧洲可再生能源的繁荣已经削弱了核工业的可行性，导致包括日本、加拿大和瑞士在内的一些GIF成员国缩减了资金。
科学摩擦
无论最终哪种新概念占据主导地位（如果有的话），商业项目不可避免的政治争论几乎肯定会带来进一步的延误，就像英国由法国电力公司EDF运营的160亿英镑（260亿美元）的欣克利角C核电站一样。
经合组织核能机构的蒂埃里·杜雅尔丹说：“从最初的雄心壮志到今天的状况，第四代研究并没有完全步入正轨。”
GIF最初设定的在2020年左右投入运行首批原型机的目标已被推迟到2030年，而首批商业核电站预计将在2040-2050年之后才能建成，但这就是核工业的时间尺度。
该组织确实有一些回旋余地，因为许多在20世纪70年代和80年代建造的第二代反应堆预计将再运行十年，而阿海珐和西屋公司今天建造的第三代核电站的设计运行寿命长达60年。
GIF的批评者表示，法国和其他国家过快地将研究重点放在SFR上，而应该在更新的技术上进行更大胆的押注，例如卵石床高温反应堆或熔盐反应堆。
退休的CEA核工程师伯纳德·拉庞什说：“在第四代模型中，没有一个真正的新想法。”
鉴于钠的爆炸潜力，拉庞什认为，熔盐反应堆是六种模型中最安全的，尽管它是最不成熟的技术。
他说：“它不是风车，但比其他的好。”
（编辑：大卫·古德曼）