如何制造安全、廉价的核反应堆?把它们埋到一英里深处

知新了了 2024-08-27 14:56:06

初创公司Deep Fission提出了一种解决核能经济和安全问题的新方法,至少可以说是新颖的。他们的想法是建造一个宽度不到30英寸(76厘米)的反应堆,并将其安装在一英里深(1.6公里)的钻井中。

长期以来,核能一直被人类视为乌托邦式的希望,因为它承诺通过分解物质本身来提供无限的能源。然而,经济和安全方面的考虑,以及政治上的反对,阻碍了它的发展 —— 尤其是在开发这项技术的国家。

安全和经济因素是相互关联的,因为建造核电站的高成本与核技术本身关系不大。核燃料,即使包括所有的加工成本,也只有1663美元每公斤(2.2磅)。因为核燃料的能量密度非常高,约为0.46美分/千瓦时,而且随着技术的提高,燃料成本也在不断下降。

真正的开支来自于在发生灾难性事故时容纳核反应堆,和保护外部世界所需的大规模土木工程。反应堆压力容器的不锈钢厚度可达8英尺(2.4米),钢筋混凝土的安全壳结构厚度可达6英尺(2米)。再加上地基、支持设备、稳压器、冷却系统,在所有许可证费用都加在上面之前,成本就开始增加了。

Deep Fission公司想要做的事情可能看起来很愚蠢,但这个提议有一定的优雅之处。这个想法是在传统压水反应堆(PWR)的基础上建造一个小型反应堆,可以安装在钻井作业的井眼中。与压水堆一样,Deep Fission反应堆也将在同样的160个大气压和315°C(600°F)的温度下运行。

聪明之处在于大大简化了设计,省去了所有超昂贵的土木工程,将反应堆放入一英里深的钻井中。一对管子将被连接起来。一个用来送水,另一个用来从反应堆的蒸汽发生器中带回蒸汽。

其结果是一个小型反应堆,使用与压水堆反应堆相同类型的燃料和许多相同的组件,但除了远程操作的控制棒之外几乎没有任何活动部件。由于水柱有一英里高,它将通过自身的重量给反应堆加压,就像把它埋在海底一英里一样,所以不需要增压器,冷却系统将完全是被动的。

此外,由于被包裹在远低于任何地下水位的固体岩石中,因此不需要任何密封系统。如果情况真的很糟糕,填满轴并盖上盖子。

据该公司称,如果反应堆需要检查或维修,可以在大约一两个小时内用电缆将其拖到地面。反应堆的设计也是自我限制的,所以如果它真的过热了,核反应会自动降温。

这个概念还有很长的路要走,但是Deep Fission已经开始了申请前和申请审查过程,能源部计划开发该系统,并为试点工厂寻找最佳的地质位置。

如果成功,它将赋予“地热发电”一个全新的含义。

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知新了了

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