當今世界上幾乎每一座核電站都可以追溯到美國愛(ài)達荷州國家實(shí)驗室(Idaho National Laboratory)占地890平方英里的龐大綜合體。1951年，那里的研究人員首次開(kāi)啟核裂變發(fā)電，此后無(wú)數科學(xué)家到訪(fǎng)了這個(gè)偏遠的地點(diǎn)，測試反應堆的設計。
INL 作為美國核能實(shí)驗室，其核心任務(wù)包括保持現有反應堆的使用和開(kāi)發(fā)下一代裂變發(fā)電廠(chǎng)。隨著(zhù)該技術(shù)成為主流電力來(lái)源，歷史上在這里共孕育并運行了52座反應堆。然而，上一次在那里投入使用的反應堆還是在1973年。距離上一個(gè)反應堆在愛(ài)達荷州啟動(dòng)現在已經(jīng)過(guò)去了50年，漫長(cháng)的時(shí)間說(shuō)明了利用核裂變發(fā)電這些年來(lái)遭遇的挑戰。
在過(guò)去的幾十年里，美國核電行業(yè)基本處于停擺狀態(tài)。INL國家實(shí)驗室的一些設施被封存;1951年利用裂變反應中使用的反應堆被改建為博物館。2018年，當時(shí)一個(gè)巨大的安全殼圓頂幾乎被拆除，美國能源部官員決定保留這個(gè)設施，此舉很可能具有先見(jiàn)之明。該設施高約80英尺，外部涂有一層閃亮的銀色油漆。這些墻由12英寸的混凝土和1英寸厚的鋼板制成，科學(xué)家可以在里面測試新的反應堆。承包商正在擴大裝載門(mén)，以便更容易地將大型設備移入和移出這個(gè)圓頂設施。
目前，INL實(shí)驗室準備引導新一波核技術(shù)推向市場(chǎng)，但僅憑INL的研究能力還不足以確保該行業(yè)在未來(lái)幾十年應對氣候變化方面發(fā)揮重要作用。數十家公司正在開(kāi)發(fā)先進(jìn)的反應堆設計，這些設計通常比今天廣泛使用的大型發(fā)電廠(chǎng)要小。這種方法被譽(yù)為是建造反應堆的一種更快、更便宜的方式。許多公司正計劃前往INL朝圣，INL擁有大量評估反應堆堆芯、燃料、冷卻劑材料和其他關(guān)鍵部件的設施。這些新設計在投入使用之前需要進(jìn)行嚴格的測試，以確保安全性和可靠性，而這十年的研究將對本世紀剩余時(shí)間的核工業(yè)格局產(chǎn)生重大影響。INL材料與燃料綜合實(shí)驗室副主任Ron Crone說(shuō)：“這是困難的事情，但也是有趣的事情。這里是核能的迪斯尼樂(lè )園。”
包括國際能源署在內的機構呼吁積極擴大無(wú)碳的核技術(shù)，以幫助控制氣候變化，但初創(chuàng )公司不得不應對不斷上升的成本和極其緩慢的監管審批過(guò)程。去年11月，NuScale Power Corp.取消了在INL核電站建造一座商業(yè)發(fā)電廠(chǎng)的計劃，這本是美國第一座使用的小型模塊化反應堆(SMR)。鋼鐵和其他關(guān)鍵材料價(jià)格的上漲，以及更高的資金利率，將該公司的電力成本推高了50%以上。這使得該公司很難找到足夠多的客戶(hù)來(lái)證明該項目的合理性。NuScale是唯一一家獲得美國核管理委員會(huì )SMR設計批準的公司，愛(ài)達荷州項目是其旗艦項目，這個(gè)項目取消是核能行業(yè)復興的一大挫折。
第53號反應堆有望在2025年完工(工業(yè)供熱的微型反應堆)，后面至少還有三個(gè)反應堆。INL有一個(gè)時(shí)間表，計劃在這里和美國其他地點(diǎn)開(kāi)發(fā)更多的反應堆，包括田納西州橡樹(shù)嶺的一個(gè)姐妹國家實(shí)驗室，以及計劃在得克薩斯州、懷俄明州和其他地方的商業(yè)項目。這些不同的項目使用不同類(lèi)型的鈾燃料，并采用新的冷卻材料。其中一些用于研究，還有一個(gè)小型微型反應堆，旨在為遠程軍事基地供電，而另一些反應堆則更大，預計將投入商業(yè)服務(wù)，為電網(wǎng)供電。
核工業(yè)的復興，還面臨更大的問(wèn)題，不僅是這些公司是否能夠交付新的反應堆，還包括它們是否應該這樣做。綠色和平等知名環(huán)保組織強烈反對推廣核能，因為核能產(chǎn)生的廢物將在幾個(gè)世紀內處于危險狀態(tài)。這些組織呼吁各國部署更多的風(fēng)能和太陽(yáng)能，一些國家政府也認為部署可再生能源更容易，在迪拜舉行的第28屆聯(lián)合國氣候變化大會(huì )氣候倡議到2030年將世界可再生能源產(chǎn)能增加兩倍。
但對于核能支持者來(lái)說(shuō)，INL的研究至關(guān)重要，從這里起步的核電反應堆目前供應全球約10%的電力。核能是僅次于水電的第二大無(wú)碳能源，是控制排放的關(guān)鍵。除了在COP28上倡導可再生能源外，美國還率先推動(dòng)到2050年將全球核能增加兩倍。
具有不同尺寸和能力的新反應堆設計的出現可能有助于核能行業(yè)的擴張。目前正在使用的傳統核電站通常有大約1吉瓦的容量，大約足夠為876000戶(hù)家庭供電。喬治亞州的Vogtle核電項目計劃于明年完工，比計劃晚了七年多，比預算至少多出160億美元。目前新建的反應堆設計要小得多，其中一些可能小到1兆瓦，預計將在工廠(chǎng)建造并現場(chǎng)組裝。這種方法可能會(huì )使系統的部署更容易、更快，也可能為核能進(jìn)入世界各地的新市場(chǎng)打開(kāi)大門(mén)。
