本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
在过去的两个月里，美国核电行业发生了一系列重大事件，包括三十多年来首次批准新建反应堆，以及核管理委员会发布了一套新的指令，旨在提高福岛核事故后电厂的安全性。这两件事似乎都表明，美国联邦政府准备支持该行业一定程度的增长。但是，对于该领域的创新有多少支持，尤其是在将想法从实验室推向实际应用方面，仍然不清楚。
在2012年2月9日的投票中，美国核管理委员会（NRC）批准在佐治亚州的沃格特勒核电站增加两座新反应堆。沃格特勒核电站由佐治亚电力公司、奥格索普电力公司、佐治亚州市政管理局和道尔顿公用事业公司共同拥有，最初于1987年上线，目前运行着两座西屋公司的压水反应堆（PWR）。
美国核管理委员会2月份的投票批准在沃格特勒核电站增加两座先进被动式1000（AP1000）反应堆。与20世纪80年代的同类反应堆一样，这些压水反应堆将由西屋公司建造。但是，它们将是美国同类反应堆中的首批。事实上，第三代AP1000设计仅在12月被添加到美国核管理委员会的批准清单中（最初的设计在2006年获得批准）。
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另一方面，在美国境外，第三代AP1000设计预计将“占中国未来项目总量的近60%”，根据大和证券资本市场公司驻香港分析师戴夫·戴的说法。中国政府已经计划到2020年至少建造60座反应堆，其中四座已经在建设中。该国已经运行着11个使用第二代AP1000技术的核电发电机组。
与其他国家相比，美国对新型核技术的接受速度相对较慢，这不仅体现在部署阶段。反应堆设计的新创新受到了怀疑的眼光看待，因为对安全性的担忧与关于电力部门温室气体排放和气候变化影响的讨论相冲突。而且，虽然在处理可能对人类健康和安全构成重大威胁的技术时，谨慎当然是适当的，但应该有多谨慎则不太清楚。
例如，看看位于华盛顿州贝尔维尤的初创公司泰拉能源及其行波反应堆。
泰拉能源是一家独特的企业——美国核工业中为数不多的私人资助研究公司之一。而且，它的技术也与众不同。这家公司并没有专注于对现有反应堆设计进行渐进式改进，而是它的行波反应堆将改变核电站用于发电的铀类型。事实上，这项技术可能能够利用现有的核废料，并将其转化为燃料，使这些电站能够运行数十年，而无需停堆进行燃料更换。
行波反应堆旨在将不可裂变材料（如目前存放在全国各地核电站干式或湿式储存设施中的核废料）转化为燃料，以产生电力。今天的传统反应堆使用铀-235，而行波反应堆主要使用更常见的铀-238，只需要一小层浓缩铀-235。
这意味着什么？
根据泰拉能源首席执行官约翰·吉勒兰的说法，他们的行波反应堆设计“可以代表世界上几乎无限量的低成本能源——无碳能源”，同时也解决了一些“与核电相关的社会和技术问题”。
吉勒兰表示，在最初的浓缩铀-235层被用于点燃过程后，可裂变铀-238材料可以将核裂变链式反应维持数十年。换句话说，在反应堆的寿命期内可能不需要更换燃料或移除废物，这可以降低发电成本并提高核电站的安全性。
但是，这种行波反应堆（TWR）是第四代核反应堆。这意味着它仍处于理论阶段，目前正在进行研究以确定其潜力。但是，由于超级计算的力量以及比尔·盖茨等投资者的支持，这种反应堆设计的潜力已经“在纸上”得到了证明，现在已准备好进行一些认真的测试。
在上个月的ARPA-E能源创新峰会上，比尔·盖茨与能源部长朱棣文一起登台。在他们关于能源技术的对话中，盖茨直接谈到了美国能源研究的资金不足，以及核技术——如泰拉能源的行波反应堆——帮助世界从碳密集型基本负荷发电过渡到碳中和技术的潜力（参见此亮点视频的2:30 – 3:30 - 或此处的完整讨论）。
但是，为了测试这一理论并解决泰拉能源行波反应堆设计中一些关键材料问题相关的担忧，需要一个示范项目。而且，由于监管限制和公众担忧，这种示范项目不太可能在美国发生。
去年夏天，泰拉能源宣布，它正在认真考虑在美国境外将其行波反应堆理论的部分内容付诸实践，建立该反应堆的试验版本。根据泰拉能源的技术顾问罗杰·雷诺兹的说法，“[泰拉能源]已经与中国人、俄罗斯人、印度人、法国人进行了对话……我们有一个积极的时间表，我们认为重要的是建造一些东西并积累数据，以便我们最终可以在美国建造它们。2015年破土动工，2020年启动，这比我们目前的[美国]监管结构所能支持的更积极。” 迄今为止，泰拉能源尚未宣布与美国境内外的任何组织建立示范项目合作伙伴关系。
虽然美国似乎已准备好通过批准新建反应堆来推动核电行业的发展，但尚不清楚该国是否准备好在支持核能创新方面超越实验室阶段。因此，虽然两座新反应堆已获得批准，现有反应堆也在不断改进，但核能创新可能难以走出实验室。
图片来源
核电站和向日葵田照片由Jess and Peter拍摄，并根据此知识共享许可协议使用。
泰拉能源提供的泰拉能源行波反应堆设计图。