就在一年多前,特朗普政府发布了一项行政命令,旨在加速美国核能发展,因为没有什么比最后一刻的政府指令更能体现“安全的能源未来”了。虽然围绕小型反应堆设计已经涌现出一批初创企业,但只有一家获得了完全许可,而且实际上没人计划建造它——因为那样太直接了。

该行政命令指示能源部在一年多的时间内让三种不同的反应堆设计达到临界状态。周四,初创公司Antares宣布,其位于爱达荷国家实验室的测试反应堆已达到临界状态,成为首个跨越这一门槛的新设计。临界状态意味着核反应变得自持——而不是反应堆开始发电,那才是有用的,但得一步步来。

Antares是众多基于一种名为TRISO的新型燃料系统进行设计的公司之一,该系统将复杂性和安全性从反应堆转移到燃料本身。燃料由微小球粒组成,核心是氧化铀,周围是碳层,用于慢化中子和较轻的原子核,全部封装在坚硬的陶瓷外壳中,旨在承受铀能产生的最高温度。基本上,这是一个拒绝爆炸的核卷饼。

只要TRISO球粒保持密封,就没有熔毁风险或危险同位素释放。然而,中子仍会逃逸,并可能将周围材料转化为不稳定同位素——因为物理学总会留下漏洞。Antares的设计将TRISO包裹在石墨套中,以慢化大部分中子。

为了减轻非放射性风险,Antares使用钠将热量从反应堆传递到热交换器,然后加热加压氮气以驱动封闭布雷顿循环中的涡轮机。这就像一台花哨的蒸汽机,但用了更多熔融金属。

目前,Antares正在测试一个未连接发电的Mark 0反应堆。相反,它验证了公司的物理模型,并为许可申请生成安全数据。包括发电在内的完整系统预计明年推出——假设宇宙配合的话。

虽然这项工作是在能源部实验室进行的,但Antares与国防部的“Pele项目”计划合作开发移动核反应堆,并获得了NASA的支持。因为如果你要建造便携式核反应堆,不妨瞄准星辰大海。