如何製造安全、廉價的核反應器?把它們埋在一英里深的地方
新創公司Deep Fission 提出了一種解決核電經濟和安全問題的新方法,至少可以說是新穎的。這個想法是建造一個不到30 英寸(76 厘米)寬的反應堆,然後將其插入一英里(1.6 公里)深的鑽井中。核能可以透過分解物質本身產生無限的能量,長期以來一直為人類帶來烏托邦式的希望。然而,經濟和安全的考慮以及政治上的反對阻礙了核電的發展,尤其是正在開發這種技術的國家。
安全和經濟因素是相關的,因為建造核電廠的高成本與核子技術本身關係不大。即使算上所有加工成本,核燃料每公斤(2.2 磅)的成本也僅為1,663 美元左右。由於核燃料具有驚人的能量密度,這相當於每千瓦時0.46 美分,而且隨著技術效率的提高,燃料成本還在下降。
真正的開支來自於在發生災難性事故時為控制核反應器和保護外部世界所需的大量土木工程。反應器壓力容器的不鏽鋼厚度可達8 英尺(2.4 公尺),鋼筋混凝土安全殼結構的厚度可達6 英尺(2 公尺)。再加上地基、輔助設備、增壓器、冷卻系統,在所有許可證費用加在一起之前,成本就已經開始增加了。
深層裂變公司想做的事情看似愚蠢,但卻有著某種優雅的提議。其想法是在傳統壓水反應器(PWR)的基礎上建造一個小型反應堆,可以安裝在鑽井作業的鑽孔中。與壓水反應器一樣,深層裂變反應器也將在160 大氣壓和315 °C(600 °F)溫度下運作。
巧妙之處在於大大簡化了設計,透過將反應爐下放到一英里深的鑽井中,省去了所有超昂貴的土木工程。將連接一對管道。一根向下輸送水,另一根從反應爐的蒸汽發生器帶回蒸汽。
最終形成的小型反應器使用與壓水器反應器相同類型的燃料和許多相同的組件,但除了遠端操作的控制棒外,幾乎沒有任何活動部件。由於水柱有一英里高,它將通過自身的重量給反應器增壓,就像把反應爐放在海底一英里處一樣,因此不需要增壓器,冷卻系統也完全是被動的。
此外,由於被包裹在遠低於地下水位的堅硬岩石中,因此不需要任何密封系統。如果情況真的很糟糕,乾脆就把豎井填平並蓋上蓋子。
據該公司稱,如果反應爐需要檢查或維修,大約一兩個小時就可以用電纜將其拖到地面。反應爐的設計還具有自我限制功能,因此,如果反應器過熱,核反應會自動減弱。
這個概念還有很長的路要走,但深層裂變公司已經開始了向能源部申請開發該系統的預申請和申請審查程序,並為試點工廠尋找最佳的地質位置。
如果成功,它將賦予”地熱發電”全新的意義。