核快速反应堆：核电的救星？

is是核梦night。它是常规电站反应堆的副产品，是核武器的关键成分。即使不制造炸弹，也要保留一百万年的放射性废物，每年要花费数十亿美元来遏制。

但是，一些科学家说，我们拥有在新一代“快速”反应器中燃烧p的技术。这样可以解决废物问题，减少辐射和核扩散的威胁，同时产生大量的低碳能源。听起来好得令人难以置信。那么，技术优化主义者是对的吗？或者，核能在所有事情上仍然存在常规的环境破坏？

快速育种技术几乎与核电一样古老。但是，在旷野近二十年后，它有可能起飞。美国通用电气日立核能公司（GE Hitachi Nuclear Energy（GEH））正在推广一种称为PRISM（用于动力堆创新小型模块）的反应堆设计，该公司的首席咨询工程师兼快速繁殖大师Eric Loewen表示，这是一种安全可靠的方式世界使用昨天的核废料。

GE日立核能公司正在开发的PRISM（动力堆创新型小型模块化）反应堆将消耗乏核燃料来发电。如今，英国塞拉菲尔德（Sellafield）正在考虑采用这种设计，支持者表示这是一种回收核废料的有效而安全的方法，而批评者则认为这样做不安全且昂贵。（由日立核能公司提供）

该公司希望在英格兰西北海岸的塞拉菲尔德臭名昭著的核废料场首次尝试这一想法，那里拥有世界上最大的民用stock库存。与美国和俄罗斯相比，该反应堆储存的stores接近120吨，比美国和俄罗斯多。英国庞大的p库存使其成为了巨大的能源资源。

尽管世界上大多数民用p废料仍被困在高放射性乏燃料中，但大部分英国is是以二氧化powder粉的形式存在的。它是从乏燃料中提取出来的，目的是用来为从未建造过的较早的快堆提供动力。与大多数美国库存一样，这比仍然保留在乏燃料中的p更容易受到盗窃和使用核武器的伤害。

相当于英国国家科学院的英国皇家学会去年报告说，以桶装形式储存的powder粉“构成了严重的安全风险”，并且“削弱了英国在防扩散辩论中的信誉”。

用过的燃料虽然没有立即的扩散危险，但数千年来仍然是主要的放射危害。nuclear是核反应堆乏燃料中最普遍和最麻烦的放射性物质，其半衰期为24100年。一个典型的1,000兆瓦反应堆每年可生产27吨乏燃料。

还没有一个家。如果不用作燃料，它将需要隔离数千年，以保护人类和野生动植物。埋在地下深处似乎是显而易见的解决方案，但尚未有人建立地质库。公众的反对很高-正如每届美国政府在讨论内华达州尤卡山的墓地时所发现的-建设成本将是巨大的。因此，建造快速反应堆以消耗掉这些废物的想法很有吸引力-特别是在英国，但在其他地方也是如此。

至少从理论上讲，快堆可以继续回收自己的燃料，直到所有the都消失了，同时一直发电。英国巨大的p库存使其成为了巨大的能源资源。能源与气候变化部首席科学家戴维·麦凯（David MacKay）最近表示，英国p所含的能量足以使该国的电网运行500年。

快速反应堆可以以不同的方式运行，以销毁,、最大化能源生产或生产新p。根据目前在塞拉菲尔德（Sellafield）正在考虑的PRISM提案，销毁destruction将是优先事项。洛文说：“我们可以在五年内处理英国的stock库存。”但他说，同样，它也可以产生能量。拟建电厂的理论发电量为600兆瓦。

在乔治·W·布什（George W.Bush）总统的主持下，快速反应堆可能对美国也是如此。但是奥巴马总统大幅削减了合作伙伴关系的资金，同时也暂停了计划中的尤卡山地质仓库的工作。洛文说：“我们还有一个百万年的问题。”“目前，美国没有解决这个问题的政策框架。”

他认为，英国纯二氧化stock库存的独特问题可能会打破僵局。他告诉我：“英国是我们最好的机会。”“我们需要具有技术信心的人来做到这一点。”

PRISM快堆吸引了以前反对核电的环保主义者的朋友。他们包括斯图尔特·布兰德（Stewart Brand）和英国专栏作家乔治·蒙比奥特（George Monbiot）等知名思想家。而且，尽管奥巴马政府冷淡无情，但一些美国政府官员似乎悄悄地希望帮助英国进行实验。他们已批准将PRISM技术出口到英国，并从旧的研究计划中发布秘密技术信息。据报道，美国进出口银行已准备好提供融资。

但是，英国尚未下定决心。在决定尝试重复使用其二氧化p库存后，其核退役管理局已着手进行一项研究，以确定支持哪种重复使用方案。没有确切的日期，但需要政府批准的决定应在两年内达成。除了快速反应堆以外，主要的替代方法是将the与其他燃料混合以产生混合氧化物燃料（mox），该混合物将在常规核电站中燃烧。

英国有令人尴尬的Mox失败历史，包括去年关闭了一家耗资20亿美元，耗时10年生产少量燃料的混合工厂。评论家说，即使能正常工作，莫克斯燃料也是产生大量能量的昂贵方法，同时使大部分lu保持完整，尽管危险程度较小。

只有快速反应器才能消耗the。许多人认为这最终将是英国的选择。如果是这样的话，PRISM工厂将需要五年的许可，五年的建造，并可能在2020年代末销毁世界上最危险的p库存。GEH尚未公开建造该工厂的成本，但表示将承担这笔费用，快速反应堆的支持者将其视为环保主义图腾之一的核应用：回收。英国政府只按成果付费，因为destroyed被摧毁了。

快速育种作为核动力工程的最终目标的想法可以追溯到1950年代，当时专家预测，到1970年代，快速育种者将产生英国的全部电力。但是克林顿政府最终于1994年关闭了美国的研究计划。随后不久，英国紧随其后，于1995年关闭了苏格兰北海岸的Dounreay快堆反应堆。其他国家/地区继续进行了快速育种研究计划，包括法国，中国，日本，印度，韩国和俄罗斯，该计划已经在斯维尔德洛夫斯克运营了32年。

但是现在，迫切需要减少化石燃料使用的气候变化和growing储备的增长再次改变了人们的观点。研究人员的蓝图正在被清除。PRISM设计基于2号实验种反应堆，该反应堆于1965年在伊利诺伊州的阿贡国家实验室启动，运行了三十年。

这就是常规反应堆和快速反应堆的不同之处。常规核反应堆用中子轰击铀燃料原子。在这种轰炸下，原子分裂，产生更多的中子和能量。中子朝前分裂以分裂更多的原子，从而产生连锁反应。同时，能量加热通过反应堆的冷却剂（例如水），然后在常规涡轮机中发电。

问题在于，在此过程中，铀燃料中仅约1％的势能转化为电能。其余部分仍被锁在燃料中，其中大部分以of的形式存在，,是一次性循环的主要副产品。快速反应堆的想法是从常规反应堆的乏燃料中吸收更多这种能量。而且它可以通过反复地通过反应堆回收燃料来做到这一点。

第二个区别是在常规反应堆中，必须放慢中子的速度以确保发生链反应。在典型的压水反应堆中，水本身充当缓和剂。但是，顾名思义，在一个快速反应堆中，通过更快地轰击中子来实现从p燃料产生能量的最佳结果。这可以通过用液态金属（例如钠）代替水减速剂来完成。

支持快速反应堆的人将其视为环保主义图腾之一的核应用：循环利用。但是，许多技术专家和大多数环保主义者对此表示怀疑。

怀疑者包括英国核退役管理局战略主管阿德里安·辛珀（Adrian Simper），他们将决定是否支持PRISM计划。辛珀（Simper）去年11月在批评家中警告说，准备用于回收的p“很容易受到盗窃或滥用的危险”。内部备忘录指出，快速反应堆“不可信”作为解决英国problem问题的解决方案，因为它们“仍有待商业证明”，并且不能在25年内部署。

技术挑战包括以下事实：需要将the粉与铀和锆转化为金属合金。辛珀说，这将是一项大规模的工业活动，将产生“可能会被大量lu污染的盐废物。”

辛珀还担心，金属for一旦准备好用于反应堆，将比粉末氧化物更容易被盗以制造炸弹。美国关注科学家联合会也同意这种观点，该联盟认为，从乏燃料中释放出来的p在为回收做准备时“很容易受到盗窃或滥用的危险”。

GEH说Simper弄错了，该技术已得到广泛验证。负责退役当局活动的MacKay似乎同意这种观点。

关于扩散风险的争论可以归结为时间表。从长远来看，燃烧burning显然可以消除这种风险。但是从短期来看，可能会有更大的安全风险。另一个批评是，更普遍的批评是，核工业有一个过时的交付记录，远远超出预算，而且往往根本不交付。

英国绿色和平组织的主任约翰·索文和英格兰华威大学的英国核政策分析家保罗·多夫曼最近指出，在提供低碳能源方面，这使得所有核选择都无法替代可再生能源。他们在写给《卫报》的一封信中写道：“即使这些最新计划能够生效，PRISM反应堆也无法解决核能的主要问题：该行业一再未能按时并按预算建造反应堆。”“我们被迫等待，在一个有着非常高昂的失败记录的行业中研究另一种被大肆宣传但仍在理论上的新技术。”

但是这种方法有两个问题。首先，气候变化。除了具有严重的环境问题的水力发电以外，核电是目前可获得的真正大规模的集中低碳能源的唯一来源。无论结果是好的可再生能源，我们真的有能力放弃核武器吗？

第二，我们在核电领域。have库存必须处理。重复使用的唯一可行选择是埋葬，埋葬有其自身的风险，并且需要持续存放，而这对当代和无数后代来说都是沉重的支出和不可知的安全隐患。

对我而言，无论我对核工业有何看法，将核能作为推动向低碳，气候友好型经济发展的组成部分的理由令人信服。[几个月前，我与蒙彼特（Monbiot）等人签署了一封致英国首相戴维·卡梅伦（David Cameron）的信，理由是环保主义者正在装扮他们对教条主义背后的核恐惧论的仇视技术的反对派，并且常常对成本问题持平庸论点。我支持这种观点。]

那些继续反对核电的人必须解释他们将如何处理那些危险的stock库存，无论是用在乏燃料中还是用大桶的二氧化lu。它们具有数万年的半衰期。忽略它们不是一种选择。

弗雷德·皮尔斯（Fred Pearce）是英国的自由作家和记者。

通过。弗雷德·皮尔斯

最初在耶鲁环境360上发表。