微软联合创始人比尔·盖茨（Bill Gates）正在为其核能梦想积极奔走，游说美国国会在未来10年投入数十亿美元支持新型核反应堆的试验。据华盛顿邮报报道，盖茨对议员们表示，他将自掏腰包10亿美元，加上在私人投资领域筹集10亿美元，与联邦资金一起为其创办的泰拉能源公司一项未投入实际使用的技术进行试验。 不久前发布于个人博客的2018年度总结中，盖茨为“能源”章节着墨颇多。相比于风电与太阳能，盖茨对核能青睐有加，称其为“应对气候变化的理想能源”。他认为，当前核反应堆存在的问题与风险，可以通过创新来解决。而拥有世界一流科学家、企业家和资金的美国，是孕育这些创新的理想之地。在这封公开信中，盖茨预告2019年将更频繁地谈及美国如何重新在核能研究中发挥主导作用，“为了恢复在核能领域的全球领导者地位，美国需要投入新的资金、更新监管规定，向投资者以示诚意。” 原理如同蜡烛燃烧的行波堆 究竟是什么核能技术让盖茨持续多年不遗余力地亲自推广？十多年前，在评估了所有已在理论上被研究和讨论过的核反应堆类型后，比尔·盖茨选择了行波堆（Traveling Wave Reactor），并创立了泰拉能源公司来发展该技术，总部设于美国华盛顿州贝尔维尤（Bellevue）。 行波堆的理论研究始于1950年代后期，属于钠冷快中子反应堆，在设计上属于第四代核电技术。盖茨本人将这项技术比喻为蜡烛：就像蜡烛用火柴点燃后逐渐烧尽、并可以自身点燃其他蜡烛一样，行波堆的设计理念是核燃料可以从一端启动点燃，裂变产生的多余快中子将周围的铀238转化成钚239，当钚239达到一定浓度之后又形成新的裂变反应，进而再产生多余快中子实现增殖，形成“行波”，行波以增殖波先行，焚烧波后续的方式前进。
行波堆 这形成了行波堆相较于现有商业核反应堆的最大优势：天然铀中只有约0.7%的同位素能被直接利用，但是利用行波堆技术，铀资源的30%～40%，甚至60%～70%可以物尽其用。与其他四代核电技术相比，行波堆可以直接利用废弃的铀以及只需简单转化的核废料，可以在贫铀条件下运行数十年，产生的废料远少于常规反应堆。从这个意义上而言，行波堆的普及可以减少铀浓缩和乏燃料再处理等需求，降低核能的成本和环境风险，更能极大降低核扩散风险。
比尔·盖茨 资料图 近年来，盖茨在全球各类公开演讲时频繁推广行波堆技术。在2018年底发布的公开信中，他再次推介这种“安全的、可防止核扩散、产生废物很少”的新型核反应堆。盖茨建议，美国应该积极探索先进核技术理念，若美国核能领域的资金和监管环境有所好转，或许可以在美国建设行波堆项目。“世界需要制定许多阻止气候变化的解决方案，先进核能是其中之一。我希望说服美国领导人参与其中。” 前景堪忧的先进核能技术？ 然而，国际上目前不乏对行波堆持怀疑态度的声音，认为这种“完美的反应堆”难以实施、前景并不乐观，一些核专家甚至认为，盖茨的公司正在追求一种“有缺陷”的技术。新的核设计往往需要付出极其高昂的经济代价，并且需要几十年的时间来完善、推广和大规模建造。 “这些设计（指包括行波堆在内的钠冷快堆）需要先进的燃料和材料技术来满足性能目标。”麻省理工学院去年发布的一份有关核能未来的报告中说道。 非政府组织忧思科学家联盟（Union of Concerned Scientists）的核专家埃德温·莱曼（Edwin Lyman）认为，以核技术应对气候变化并非一夕之功，一些新堆型仍在设计阶段，许多公司却在努力提高公众对于先进核反应堆设计的期望，泰拉能源正是其中之一。“先进核能设计的供应商们声称可以在数年内在全世界范围内商业化部署新技术，我们认为会适得其反，因为这将误导公众，让他们误以为这些举措是非常快速和高效的。 另有批评人士认为，泰拉能源在一些技术障碍上进展缓慢。比如，行波传播时无法均匀地燃烧“蜡烛”中的贫铀；燃料棒的排列也有待改变设计；在材料上，开发出一种可以在高燃耗深度和高中子通量下仍然能保持良好性能的和材料，是行波堆工程师们面临的巨大挑战。 对于材料技术的挑战，泰拉能源CFO Marcia Burkey在邮件中回应说，公司研制的一种新型合金钢已送往俄罗斯进行测试，公司在该领域已经取得了重要进展。 在美国，核能还需面临廉价天然气和可再生能源的竞争，不过先进核能技术逐渐获得联邦和州层面的政策支持。2018年9月，美国总统川普签署《核能创新能力法案》，以消除部分阻碍美国核能创新的金融和技术障碍。该法案鼓励公共与私营部门之间合作，这有利于先进核能技术的开发与部署。 |
