微软在9月20日宣布，它已达成一项为期20年的协议，从一座将被重新启动的休眠核电站购买能源。而且不仅仅是任何电站：三里岛核电站，位于宾夕法尼亚州伦敦德里镇，是美国本土有史以来最严重的核事故发生地，1979年其一个反应堆发生部分熔毁。
这一举动，象征着科技巨头们需要为其日益增长的人工智能（AI）工作提供动力，引发了关于如何安全重启已关闭的核电站的疑问——尤其因为三里岛核电站并非唯一一座被重新启用的电站。
位于密歇根州科弗特的帕利塞兹核电站是一座805兆瓦的设施，于2022年5月关闭。但拥有该电站的能源公司，总部位于佛罗里达州朱庇特的霍泰克国际公司，计划重新开放它。该设施命运的逆转得益于美国能源部（DoE）提供的15亿美元有条件贷款承诺，能源部认为核电站——一种低碳电力来源——是帮助美国实现其雄心勃勃的气候目标的一种途径。帕利塞兹核电站有望在2025年底重新开放。
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美国核管理委员会（NRC）伊利诺伊州内珀维尔地区办公室反应堆安全部门主任，也是负责监督帕利塞兹核电站重启的监管小组的联合主席杰森·科扎尔说：“据我们所知，这在全世界还是首次尝试。”
在这里，《自然》杂志与核专家们探讨了重启这些电站需要什么，以及随着世界对人工智能的需求增长，是否会有更多电站重启。
命运的转变
自2012年以来，美国已关闭十几座核电站，在某些情况下是由于不利的经济因素。在电力市场放松管制且价格差异很大的州，成本效益较低的电站——例如那些只有一个工作反应堆的电站——难以保持盈利。由位于马里兰州巴尔的摩的公用事业公司星座能源公司拥有的三里岛核电站就是一个典型的例子。今天，美国仍有54座核电站运行，总共运行着94个反应堆。
核能约占世界电力的9%，在国际上有所复苏，但也正在与其他能源竞争，包括可再生能源。在2011年福岛第一核电站灾难之后，日本暂停了其剩余48座核电站的所有运营，但这些电站正在逐步恢复运行，部分原因是为减少对天然气进口的依赖。相比之下，德国宣布在2011年逐步淘汰其核电站，并在2023年关闭了最后三座。
在美国，随着科技公司竞相建设庞大的、耗能巨大的数据中心，以支持其人工智能系统和其他应用，同时又以某种方式履行其气候承诺，核能的命运可能会发生转变。例如，微软已承诺到2030年实现碳负排放。
马萨诸塞州剑桥市麻省理工学院先进核能系统中心主任雅各布·布翁焦尔诺说：“这进一步证实了核能的价值，而且，如果交易合适——如果价格合适——那么这在商业上也是有意义的。”
新的开始
这并非美国首次重启停运的反应堆。例如，1985年，联邦所有的电力公司田纳西河谷管理局将其位于阿拉巴马州雅典的布朗斯费里核电站的反应堆离线。经过多年的翻新，它们被重新启动，最后一个反应堆于2007年重新启动。
然而，帕利塞兹核电站和三里岛核电站的情况有所不同。当这些电站关闭时，当时的业主发表了法律声明，表明这些设施将被关闭，即使它们的运营许可证仍然有效。三里岛核电站——在拟议的重启下，它将被更名为起重机清洁能源中心——于2019年关闭了其唯一剩余的可运行反应堆。
由于这些电站被计划关闭，因此安全检查也随之停止，监管机构和公司现在必须进行复杂的许可、监督和环境评估流程，以逆转电站的退役。
需要进行安全检查以确保，除其他事项外，一旦反应堆中的铀燃料棒被更换，电站可以安全运行。帕利塞兹核电站重启小组的联合主席，也是美国核管理委员会位于马里兰州罗克维尔的核反应堆监管办公室副主任杰米·佩尔顿说，当这些电站退役时，它们的放射性燃料被移除并储存，因此这些设施不再需要遵守许多严格的技术规范。
重新恢复这些安全法规绝非易事：为了达到标准，基础设施需要仔细检查。布翁焦尔诺表示，电站中自关闭以来腐蚀的任何金属部件，包括仪器仪表和控制系统中使用的电线和电缆，都需要更换。
电站的汽轮发电机也将受到密切关注，汽轮发电机利用电站燃料棒加热水产生的蒸汽发电。在闲置多年后，汽轮机的轴内可能会产生缺陷，或者叶片沿线可能会发生腐蚀，这将需要翻新。在帕利塞兹核电站的案例中，美国核管理委员会于9月18日宣布，在霍泰克公司进行的检查之后，该电站的蒸汽发生器将需要进一步的测试和维修。
核能的前景
随着电站接近重启日期，它们的运营商还将不得不应对即使是完全运行的电站也面临的挑战：需要采购新鲜的核燃料。长期以来，美国核能公用事业公司一直依赖国际市场购买大部分必要的黄饼铀原料以及分离和浓缩铀235的服务，铀235是核反应堆燃料棒中使用的同位素。俄罗斯一直是这些服务的主要国际供应商，即使在2022年俄罗斯入侵乌克兰之后也是如此，因为美国和欧洲的制裁并未针对核燃料。但为了最大限度地减少对俄罗斯的依赖，美国正在建立自己的供应链，美国能源部提供34亿美元用于购买国内浓缩铀。
然而，即使对低碳电力的需求增长，美国可能也不会有太多其他封存的核电站重启。并非每座已关闭的美国电站都一定处于良好的状态，可以轻松翻新——而重启其中一些电站的想法会遇到太大的阻力。例如，布翁焦尔诺指出了纽约州的印第安角能源中心，该中心于2021年关闭。该电站靠近纽约市长期以来一直受到核安全倡导者的批评。
但这并不意味着所有这些地点都将保持未使用状态。一种选择是在旧核电站的原址上建造先进的反应堆——包括具有升级安全功能的大型反应堆和具有创新设计的小型模块化反应堆——以利用现有的输电线路和基础设施。布翁焦尔诺补充说：“我们可能会看到美国对建造更多此类大型反应堆的兴趣，无论是数据中心还是其他一些应用推动的。“公用事业公司和客户目前正在探索这一点。”
本文经许可转载，并于2024年9月30日首次发表。