降低核能成本:来自突破研究所的观点

我一直想重点介绍突破研究所关于降低核能成本和提高效率的战略回顾。

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,仅反映作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


我一直想重点介绍这份回顾,它回顾了突破研究所提出的降低核能成本和提高效率的战略。该报告包含了许多有说服力的建议,并为核能的未来描绘了光明的前景,前提是采取正确的措施。我喜欢它的一点是,它对这个问题采取了一种系统工程的方法,不仅强调了技术问题,还强调了与供应链相关的经济问题,以及利用现有材料和框架来降低核能成本和提高安全性的问题。

该报告阐明了核反应堆(包括新设计)成功运行和部署的四个主要因素,然后在第三代和第四代反应堆的背景下探讨了这些因素。这些因素是:


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1. 安全性:包括能够在环境压力下运行反应堆,并使用高耐受性和安全的燃料和冷却剂。

2. 模块化:包括能够分批建造反应堆并将其运送到现场。这种设计还有利于更快地拆卸,并有望降低成本和风险。

3. 热效率:能够使用更耐高温的材料在更高温度下运行反应堆显然可以提高效率并降低成本。

4. 准备就绪:准备就绪包括能够使用现有材料、供应链,甚至法律和技术框架,使新型核反应堆的设计和调试尽可能容易。

然后,该报告在第三代和第四代反应堆的背景下研究了这四个因素。显然,在这些四个约束条件下,有几种有希望的途径可以优化这些新型反应堆的性能,并使其成为能源等式的重要组成部分。好消息是,在大多数情况下,技术和材料已经存在,必要的是将它们组合在一起,然后克服法律和政治障碍。

从这份报告中我得到的最引人注目的感觉之一是,核能的发展在其最初几十年是多么缺乏想象力。例如,适用于潜艇的轻水反应堆(LWR)设计被简单地移植到陆基反应堆,进而移植到世界各地的数千座反应堆中。从阅读报告或总体核能历史中得到的另一种感觉是关于错失的机会。例如,第三代反应堆早在早期就被探索过,但后来由于各种原因(包括经济和政治原因)而被放弃。阿尔文·温伯格是所有时代最有创造力的核科学家之一,他探索了新颖、安全的设计,如熔盐反应堆(MSR),这种反应堆再次被放弃,直到现在才开始复苏。核技术的历史充斥着有希望的想法,但从未被跟进,有限且笨拙的设计被冻结并被不加区分地、脱离背景地应用,以及大公司垄断,排挤了小型、新兴的企业家和思想家。

这一切再次让我想起弗里曼·戴森的告诫,即核能的问题不是成本、废物或政治前景;而是人们没有玩弄它,没有让他们的想象力漫游,去推动范式的边界,并尝试尽可能多的想法来找到成功的想法。计算机技术就是这样,生物技术也是这样,这些领域之所以非常成功,是因为许多人被允许进行实验,提出新的想法,抛弃失败的想法,并在达尔文式的过程中保留成功的想法;如果社会像对待芯片设计那样对待核能,我们的能源历史可能会大相径庭。

现在是核技术也成为这种达尔文式过程的受益者的时候了。好消息是,现在还不晚;一些年轻的企业家正在打破传统,创办新的初创公司,致力于探索新型核设计,气候变化的威胁迫使公众以全新的眼光审视核技术。希望突破研究所报告中概述的一些发展最终能让我们为这种有希望的能源构建一个有希望的未来。全文值得一读。

Ashutosh Jogalekar是一位化学家,对科学史、科学哲学和社会学感兴趣。他对科学发现的逻辑以及科学与公众情绪和政策的互动着迷。他在The Curious Wavefunction上写博客,可以通过curiouswavefunction@gmail.com与他联系。

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