为什么比尔·盖茨认为核能才是未来,风能太阳能落伍了吗

科技全频 2020-09-06 08:48:37

核能比传统的可再生能源(例如太阳能和风能)更具争议性,民意调查列举了两个原因:担心发生事故以及如何处理废物。

还有费用:金融咨询公司拉扎德估计,核电厂的建造成本比风电场或太阳能发电站高得多。但是,如果有办法解决这些问题怎么办?比尔·盖茨(Bill Gates)认为他找到了一个,叫做TERRAPOWER。

该公司由盖茨于2006年创立,最近宣布计划在美国各地建造小型先进核电站。这些核电站与目前正在使用的任何核电站都有很大不同。那是因为他们依靠一种新的核能来源:行波反应堆。

什么是TERRAPOWER?

除了盖茨的参与,该公司还从美国政府那里获得了一些资金,但盖茨被列为TerraPower的唯一创始人和董事长。

尽管公司成立已有十年之久,但它什么也没建,但是当它为亿万富翁所有时,其他人也不会有什么争议。

盖茨与首席执行官克里斯·列维斯克(Chris Levesque),首席技术官约翰·吉利恩德(John Gilliend)以及其他人一起,正在使用TerraPower来研究行波反应堆改变核能的潜力-并可能建立起核电绿色、安全的形象。

行波反应堆。杆位于底部的橙色圆柱上。TerraPower

旅行什么反应堆?

要了解行波反应堆,重要的是要了解它与传统核反应堆的不同之处。如今,大多数反应堆都是“轻水”反应堆,它们通过分裂铀原子来产生裂变,从而产生能量。

裂变是一个棘手的过程,在自然界中不会自然发生。这是因为铀由两种同位素组成,分别称为U-235和U-238。虽然只有0.7%的铀是U-235,但这是核过程需要发挥作用的同位素。浓缩可人为地增加铀中U-235的含量,其武器中的U-235浓度可高达20%。

浓缩铀非常危险。这是因为它可以轻松转换为武器,并且在与水分相互作用时会释放出有毒的氢氟酸。

裂变发生后,剩下的就是U-238,也称为“贫铀”。它有其自身的危险,特别是如果被摄入,其用途例如在医疗设备的辐射防护屏中。但这主要是浪费。并且,随着时间的流逝,它的辐射水平增加,使其保持危险。

行波反应堆将使贫铀重新获得生命-作为燃料。

核反应堆可以使用贫铀作为燃料吗?

TerraPower将行波反应堆的核心称为技术的“真正的创新”,它使用U-235和贫铀的混合物。浓缩的铀棒被贫化的铀棒包围。浓缩铀充当TerraPower的“引发剂”,启动了名义行波反应,即“同心裂变波的慢速链式反应堆”。

围绕反应堆堆芯的是在任何核反应堆中都熟悉的几处景象:钠冷却剂和燃料处理机,用于拖曳新棒。

有什么优势?

根据TerraPower,有很多。他们基于一个事实,即行波反应堆使用贫铀,从而消除了对核废料中所谓的“后处理”(将and和铀与其他核废料分离)的需求,这被称为“危险,肮脏,昂贵” ,有关科学家在美国后处理所有核反应堆舰队的费用将超过40亿美元。

该公司表示,TerraPower“消除了对后处理的需求”,从而“减少了扩散问题,降低了核燃料循环的总体成本,并通过利用废物副产品来帮助保护环境。”

为什么还没有发生呢?

起初,TerraPower并不打算在美国建造。2015年,该公司与国有的中国国家核工业公司签署了一项协议,开始在北京以外地区建造实验型行波反应堆。

但是这笔交易带有一些严重的复杂性:政治。到2019年1月,我国与美国之间的紧张局势加剧,美国对中国的技术封锁迫使该交易失败。

首席执行官克里斯·莱夫斯克(Chris Levesque)当时对《华尔街日报》说: “我们正在重组。也许我们可以找到另一个合作伙伴。”

盖茨在年底的信中反映了该项目的崩溃,他写道:“我们也许能够在美国建造它。

在其网站上看到的TerraPower的假设工厂。

TERRAPOWER的下一步是什么?

该公司的新计划还包括新的合作伙伴GE日立核能,该计划将在整个2020年代在美国建造一系列小型行波反应堆工厂。

这些被公司称为Natrium的工厂将不会全时运转。而是 将 它们作为已建立的可再生能源(例如太阳能和风能)的补充,仅在这些能源无法为整个电网供电时才运行。如果其他绿色能源正在满负荷运转,则工厂将安全地将其反应堆存储在熔融盐罐中,以便在需要时立即使用。

TerraPower估计,每家钠工厂的建造成本均为10亿美元。这个价格仍然高得离谱。但是,这将是再次创造亿万富翁的地方。

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