近日，據美國海軍學會網站報道，BWXT公司正在開發(fā)一種卡車大小的移動式微型反應堆，可為美國前線軍事基地、定向能武器以及執(zhí)行深空探險任務提供充足的電能。

BWXT公司將推進微型堆研發(fā)與燃料制造

BWXT公司作為美國海軍核動力艦船反應堆及其核部件與核燃料的主要供應商，其業(yè)務領域涉及海軍核推進項目、核燃料研發(fā)制造、核熱推進、研究試驗堆以及聯(lián)合體運行管理等，并已開展多年微型反應堆研究。根據需求，BWXT公司正在考慮研發(fā)多用途微型反應堆。該公司稱，將在2020年使微型反應堆從概念提議進入到現實研發(fā)階段。

BWXT公司還將根據設計開發(fā)制造可在微型堆上使用的三層各向同性(TRISO)燃料，這是一種高豐度低濃鈾(HALEU)燃料，只有BWXT能夠生產。這種燃料內核被三層各向同性材料包覆，在保持高溫裂變產物的同時可使TRISO顆粒具有極大的結構完整性。與傳統(tǒng)燃料相比，TRISO燃料更具安全性。

為節(jié)約初期成本，BWXT公司在10月份宣布重新使用原有的TRISO燃料生產線并計劃擴大產能。

美國軍方對微型反應堆提出應用需求

美國軍方對電功率5~10MWe的微型堆有著濃厚的興趣。海軍目前在新型驅逐艦上部署的定向能武器難以獲得充足的電力保障，尤其是阿利•伯克級Flight III型驅逐艦在運行AN/SPY-6防空反導雷達時耗能巨大，無法滿足艦上的定向能武器和其他系統(tǒng)的電力需求。

美軍針對可移動式核能系統(tǒng)提出具體應用需求，并指出理想的微型核電系統(tǒng)應能安裝在標準的40英尺(約12.19米)集裝箱內，可以裝載到軍用運輸機或海軍艦船上并可在不換料的情況下，以20兆瓦電功率連續(xù)提供10年以上的電力。

當前微型反應堆計劃進展

作為一項重要的研發(fā)計劃，2019財年《國防授權法案》要求能源部在2027年底以前至少建成并運行一座微型示范堆。

當前，首先需確定微型堆概念技術研發(fā)要求，隨后開展實驗室主導的早期研發(fā)和跨領域微型堆技術開發(fā)。在核管會、國防部及工業(yè)界協(xié)調下，在能源部的國家實驗室進行微型堆技術示范。能源部向工業(yè)界征尋微型堆技術建議，來自包括BWXT公司在內的14家公司提出了16項反應堆設計概念。功率范圍0.2~81MWe。大部分概念中提出使用豐度為5~19.75%的HALEU燃料。設計重點集中于被動安全性、長壽命、易于運輸和具有極大靈活性等方面。

為確保示范項目成功，政府部門將開展協(xié)調合作，由核管會對項目進行審批。能源部按照流程對場址進行快速確定并開展燃料質量鑒定與制造。通過發(fā)展可靠的供應鏈，保證HALEU燃料的可靠供應。在工業(yè)、能源部、國防部、核管會和國家實驗室的持續(xù)協(xié)作及立法支持下，保持有效的項目合同機制與公私伙伴關系。通過適當的政府資金和激勵措施和國家實驗室的強大支持，推進項目的開展。

微型反應堆下一步研發(fā)工作重點包括：提高微型堆HALEU燃料的生產與制造能力，準備開展國家實驗室微型堆示范場址相關工作，開展概念設計高保真動態(tài)分析，展示創(chuàng)新的微型堆技術(例如熱管和先進慢化劑等)，鑒定先進的高溫材料并探索添加劑制造技術，開發(fā)遠程監(jiān)控和半自動控制系統(tǒng)。

結語

隨著微型堆技術的逐漸成熟，未來微型堆將在軍事領域發(fā)揮靈活、便捷的應用，更小的體積可實現核能裝置的移動化，得以快速運輸和部署，為執(zhí)行作戰(zhàn)任務提供可靠的、清潔的電力和熱能供應，未來具有廣泛的軍事應用前景。

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