1951 年，愛達荷州東部的沙漠建成了實驗增殖反應(yīng)堆一號，這是第一個產(chǎn)生可用電力的核反應(yīng)堆。四年后，研究人員繼 BORAX-III 的成功之后，又推出了第一座為美國城市供電的反應(yīng)堆。

接下來的二十年里，這個沙漠地點進行了一系列的研究和開發(fā)——現(xiàn)在被稱為愛達荷國家實驗室，美國的核能研究機構(gòu)。這項工作促成了商業(yè)核工業(yè)的誕生，以及目前全國范圍內(nèi)生產(chǎn)無碳電力的 93 座反應(yīng)堆。

最近，新核電站的建設(shè)已經(jīng)放緩，但對清潔能源的需求比以往任何時候都更加緊迫。氣候變化和對無碳能源的需求推動了新型核反應(yīng)堆設(shè)計的開發(fā)。

絕佳的機會

現(xiàn)在，INL 正在準備在其沙漠場地建造兩座新反應(yīng)堆和一座實驗反應(yīng)堆，這是 50 年來的第一次。其中一個項目，微反應(yīng)器應(yīng)用研究驗證和評估 (MARVEL) 微反應(yīng)器 將產(chǎn)生約 85 千瓦的熱量，這些熱量將轉(zhuǎn)化為約 20 千瓦的電力。這種規(guī)模的反應(yīng)堆可以為大約 10 戶家庭供電。

MARVEL 團隊最近完成了 90% 的最終設(shè)計包，這意味著他們幾乎已準備好開始制造組件。這意味著該項目已準備好繼續(xù)進行，同時留有進行小調(diào)整的空間。這是能源部自 1977 年成立以來反應(yīng)堆項目首次實現(xiàn)這一里程碑。

MARVEL 將安裝在 INL 的瞬態(tài)反應(yīng)堆測試設(shè)施中。

MARVEL 計劃最早于 2026 年末投入運行，將成為 INL 建造的下一批反應(yīng)堆之一，也是邁向新一代無碳能源的關(guān)鍵一步。

像 MARVEL 這樣??的微反應(yīng)堆是在工廠建造的小型核反應(yīng)堆，可以運輸?shù)饺魏涡枰峁╇娏蜔崃康牡胤健Ｗ畛酰@些反應(yīng)堆可以為阿拉斯加偏遠城鎮(zhèn)等社區(qū)提供電力，這些社區(qū)現(xiàn)在依賴昂貴的柴油運輸，以及需要高溫熱能和電力的工業(yè)應(yīng)用。

憑借 MARVEL，INL 在開發(fā)未來微反應(yīng)器方面發(fā)揮著重要作用。

支持新型核工業(yè)

MARVEL將滿足兩個重要的需求。首先，它將幫助研究人員了解如何建造、操作并最終退役新的反應(yīng)堆設(shè)計。科學(xué)界在材料科學(xué)、計算機建模以及我們對人與機器如何交互的理解方面取得了巨大進步。這是應(yīng)用于先進反應(yīng)堆項目的大量新信息，MARVEL 將幫助將所有這些信息整合在一起。

其次，通過 MARVEL 的測試、啟動和運營產(chǎn)生的數(shù)據(jù)將為私營企業(yè)提供重要的見解，幫助他們開發(fā)自己的反應(yīng)堆并在商業(yè)化方面取得進展。許多私營公司已經(jīng)表示有興趣使用 MARVEL 來測試微反應(yīng)器應(yīng)用和系統(tǒng)。

為了創(chuàng)造歷史，MARVEL 項目團隊依靠 INL 員工以及各種私營公司的專業(yè)知識。

“對于能源部和國家來說，這確實是一個開創(chuàng)先例的時刻，”能源部核能辦公室運營的微反應(yīng)器項目國家技術(shù)總監(jiān)約翰·杰克遜說。“這為微反應(yīng)器測試平臺鋪平了道路，該平臺將回答微反應(yīng)器如何運行以及它們可以提供的各種服務(wù)來幫助我們降低碳排放等基本問題。”

MARVEL 項目得到了 INL 工程師團隊和 Walsh Engineering Services、TRIGA International、Qnergy 和 Creative Engineers Inc. 等私營公司的支持。全國各地有數(shù)十家公司正在開發(fā)先進的核反應(yīng)堆，像 MARVEL 這樣??的項目對于證明微反應(yīng)器的可行性并建立有價值的公私伙伴關(guān)系。

關(guān)于愛達荷國家實驗室

巴特爾能源聯(lián)盟為美國能源部核能辦公室管理 INL。INL 是美國核能研發(fā)中心，將于 2024 年慶祝科學(xué)創(chuàng)新 75 周年。該實驗室在能源部的每個戰(zhàn)略目標領(lǐng)域開展研究：能源、國家安全、科學(xué)和環(huán)境。