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您的位置:中国核电信息网 > 国际核讯 > 关注丨五角大楼授予设计移动核反应堆的合同
 

五角大楼周一签署了三份合同,开始进行移动式小型核反应堆的设计工作,这是为实现美国和国内外美军核能的两步计划的一部分。

核能会进入美国军事基地吗?国防部已展开了两番努力。

该部门以1350万美元的价格将合同授予了弗吉尼亚州的BWX Technologies,Inc.。华盛顿特区的西屋政府服务,1,190万美元;马里兰州的X-energy,LLC,以1430万美元的价格,开始了为期两年的工程设计竞赛,目的是设计一个小型核微反应器,该反应器可能会提前部署到美国本土以外的部队。

总计3,970万美元的合同来自“ Project Pele”项目,该项目通过战略能力办公室(SCO)运作,该办公室位于部门的研究和工程部门。该原型机的功率范围为1-5兆瓦(MWe)。美国能源部一直在爱达荷州国家实验室为该项目提供支持。

贝利发言人说:“贝利“致力于开发安全,可移动和先进的核微反应器,以支持国防部的各种任务,例如为远程作战基地发电。在为期两年的设计成熟期之后,可以选择一家获资助开始设计工作的公司来构建和演示原型。”

“贝利计划的独特之处在于反应堆的机动性和安全性,”贝利计划的项目经理杰夫·沃克斯曼在部门声明中说。“我们将利用我们的行业合作伙伴开发一种系统,该系统可以通过公路,铁路,海上或空中安全,快速地移动,并具有固有的安全设计,可以快速设置和关闭。”

但是,贝利并不是将小型核反应堆引入五角大楼库存的唯一尝试。

美国正在采办和维持事务副部长办公室进行第二项努力。根据2019年《国防授权法》下令进行的这项努力涉及一项试点计划,旨在证明2-10 MWe范围内小型核反应堆的功效,并在2023年左右的时间在能源部站点进行了初步测试。

美国国防部发言人迈克·安德鲁斯上校说,如果测试顺利进行,将在“到2027年永久性家用军用装置”上展示经核监管委员会许可的商业开发的反应堆。“如果完整的演示被证明是一种具有成本效益的能源弹性替代方案,那么NRC许可的[反应堆]将为通过电力购买协议提供给国防部的电力提供额外的选择。”

区分程序的最佳方法可能是将A&S工作视为基于商业技术的国内程序,作为通过物理或网络摆脱被视为薄弱目标的本地电网的工作的一部分间谍活动。Pele致力于新设计的原型设计,同时考虑到向前的操作。如果原型工作证明过于困难,则可能永远不会真正生产反应堆。

根据美国核能研究所(Nuclear Energy Institute)2018年10月的技术报告,90%的军事设施“平均每年的能源使用量可以通过40 MWe或更小的核电装机容量来满足。”

对于部门的目标而言,用核反应堆代替所有本地电力不是必需的,但是位于基础上的2至10 MWe范围内的一个或多个反应堆将确保,如果本地电网发生故障,关键功能仍将保持能够操作。

“显然,这里的问题是设施需要能源,它们需要电力,”该部门的采购主管埃伦·洛德(Ellen Lord)上周在年度麦克阿里斯会议上解释说。“通常情况下,它们与网格相连;如果电网故障,该怎么办?如果您的发电机暂时没有燃料,该怎么办?因此,我们正在研究的是小型核模块化反应堆。”

  商业可用性

这不是美国国防部第一次研究小型核反应堆。2010年NDAA指示该部门研究军事设施使用核电的可行性,但一项研究得出的结论是,当时可用的反应堆太大了。

但是,商业领域的新发展为人们提供了更多选择。

世界核协会发言人乔纳森·科布(Jonathan Cobb)博士说,小型核反应堆有三种口味。第一个小型模块化反应堆位于20-300 MWe范围内,并且正在接近其在市场上出现的地步。

第二类功率为10-100兆瓦,已用于破冰船等运输工具中。据科布说,一对基于破冰技术的32 MWe反应堆正在俄罗斯“浮动电站” Akademik Lomonosov上使用。

第三类是微反应器,涵盖了五角大楼最感兴趣的类别。Cobb说,面临的挑战是,该小组在技术上是最落后的,其针对“ 2020年代下半年”的商用系统的演示,使它们处于美国国防部正在通过其A&S努力寻找的“障碍”中。

根据NEI的研究,微型反应器的减小尺寸和增加的简易性意味着,从长铅材料的订购到最大部件的交付,采购和制造周期可能需要3-5年的时间,名义目标是4年。大多数组件将需要至少在启动前六个月到达现场,以支持实现建设里程碑。

“然后如何将其开发为商业应用可能不仅取决于行业发展,还取决于建立有效的监管环境。尽管我们很可能会考虑在2030年代将微反应器投入商业应用,” Cobb解释说。

“虽然最近的大型工厂更多地使用了模块化结构,但特别是对于微反应器,我们希望它们将以几乎完成的工厂建造单元的形式生产。随着微反应器走向商业化,开发它们的公司很可能会选择与核工业中的现有参与者合作。”

但是,有关科学家联盟核安全项目负责人埃德温·莱曼(Edwin Lyman)对用于小型核反应堆扩散的燃料的可用性感到担忧。他指出,“目前尚无明确的计划来生产高含量低浓铀,而要生产能够满足本十年时间表的高质量TRISO [TRi-结构各向同性颗粒]燃料要少得多。”

美国公司Westinghouse(0.2-5 MWe),NuScale(1-10 MWe)和UltraSafe Nuclear(5 MWe)都在开发反应堆,其输出量不到10 MWe,而瑞典的LeadCold(3-10 MW3)和英国的一个财团在由Urenco(4 MWe)设计的系统也在开发中。

洛德(Lord)则不排除在某种程度上与外国盟国就核计划进行合作,他说:“我们始终与合作伙伴和盟国谈论合作。如果您愿意的话,我们有很多雨伞车,尤其是在国家技术和工业基地国家——英国,加拿大,澳大利亚。我们这里有一个简单的按钮,用于来回处理技术信息。”

  安全问题

尽管A&S的国内努力可能很复杂,但开发在国外使用的移动反应堆的想法可能会变得更加复杂,不仅是从技术角度而言。

莱曼(Lyman)认为,美国国防部过去的努力“始终低估了”这些微反应器带来的任务风险谱”,主要是围绕在战场条件下确保放射性燃料安全和运行所面临的技术挑战。

莱曼警告说:“在没有指挥官充分了解放射线后果的情况下部署这些反应堆并制定强有力的应对计划以应对后果可能会造成灾难性的错误计算。”

安全也将仍然是主要因素,因为反应堆中的核材料有落入恐怖组织手中的风险,必须加以考虑。虽然可能在这些反应堆中使用的核材料对于纯核武器“高度不切实际”,但莱曼警告说,敌人仍然可以寻找该材料并将其用于某种肮脏的炸弹场景,这可能使美军无法获得核武器。特定区域;另外,将需要制定安全协议来处理反应堆的转移。

但是,NEI新反应堆高级总监Marc Nichol认为,加油过程应该相当简单,A&S寻求的非移动反应堆在加油需求之间可能有10年的使用寿命,而移动反应堆则全部运回美国。当他们需要复习时。

“他们的想法是,这些燃料将在美国设计和装备进行这项工作的中央设施加油。没有人想到将在野外加油。”尼科尔说。“由于他们将在美国的专门设施中工作,因此将制定安全和安保规程。我们在处理商用反应堆用过的燃料方面拥有丰富的经验。”

最后,部署此类系统可能会涉及政治挑战。一些伙伴国家可能对建造核反应堆的想法不屑一顾。例如,可以很容易地想象到美国寻求在日本进行潜在部署的系统,或者作为日本当地基地的后备力量,这是美国对付中国的重要力量。如果不是政客而不是当地示威者,这种举动将遭到强烈敌意。

莱曼说:“我认为这些问题中的大多数,包括谁将拥有监管权以及责任在哪里,都尚未解决。即使法律途径明确,也可能遭到公众的强烈反对。如果仅在美国授权下,则部署这些反应堆。”

同时,成本并不是暂时的主要因素,因为与早期设计合同和潜在原型相关的美元价值应该很小。NEI估计,该计划需要在FY21资金中投入约1.4亿美元,以确保一切顺利进行。尼科尔说,此外,美国国防部应在上合组织将其交付后开始为美国陆军准备接手该项目。NEI认为,21财年的1200万美元应能满足这些早期需求。

 
 
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