不僅用在航天，洛斯阿拉莫斯的微型反應堆還可以拯救美國大兵
不僅用在航天，洛斯阿拉莫斯的微型反應堆還可以拯救美國大兵
來自專欄 DeepTech深科技
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作為全球部署的軍隊，美軍經常要穿過戰爭區域運送燃料，沒有比這更危險的事了。2009 年，美軍發現在阿富汗每 24 次燃料護送就有一名士兵死亡。燃料運輸主要用於發電，那麼如果有更好的方式來遠程發電，就會極大減少軍隊傷亡。
洛斯阿拉莫斯國家實驗室和西屋電力公司共同研發的新型微型核反應堆可能是一種解決方案。該微型反應堆具有固有安全性，以熱管技術為基礎，沒有冷卻水和冷卻泵。為了防止熔毀，它採取被動調節系統，可以在 10 年內安全產生 1 兆瓦以上的穩定功率。1 兆瓦的電功率足夠一個旅的兵力（1500 至 5000 人）的日常使用了。
這種微型反應堆起源於洛斯阿拉莫斯實驗室的一個項目，NASA 希望洛斯阿拉莫斯研發一個小型反應堆，有朝一日能為火星或月球的殖民地提供電力。用於火星的反應堆名為 Kilopower，約有手提箱大小，電功率為 1 至 10 千瓦。它的一個關鍵性能是自動調節：Kilopower 反應堆依靠固有的物理現象進行自然調節，使其功率輸出滿足電力需求。被動式熱管可以驅動多個發動機發電。在內華達國家安全區的國家臨界實驗研究中心（NCERC），研究人員對整個系統的縮小版本進行了測試。
當然，除了火星之外，我們還可以考慮將該技術應用於地球。微型反應堆就是我們的解決方案。它可以獨立運行，也可以輕易地與其它能源混合使用，比如能量輸出波動很大的新能源。工作原理
微型反應堆的核燃料是低富集度的非武器級別的鈾。燃料用一塊整鋼封裝，形成亞臨界堆芯。堆芯周圍是中子反射板，並包含有簡潔的停堆棒，可以根據需求控制堆芯臨界。利用高溫鹼金屬熱管可以將裂變反應釋放的熱能有效轉移出去。熱管技術在上世紀 70 年代就廣泛地在地球和太空中應用。熱能最終被轉換為電能，並為用戶輸送電力。
微型反應堆最初的概念設計是利用實驗室的研發資金資助的。NASA 資助的是 Kilopower 太空反應堆的研發，西屋電氣和能源部的技術轉型辦公室及 ARPA-E 則為 Kilopower 升級為地球版本的微型反應堆提供資金。
一旦部署完成，微型反應堆系統可以在裝置抵達後的 72 小時內安裝、連接並輸出電力。反應堆可以在一周之內停堆、冷卻、斷連並轉運出去。反應堆堆芯及所有其它關鍵設備都安裝在特殊裝甲內，可以防止反應堆系統受到攻擊，還能在運行及運輸中屏蔽堆芯輻射。基礎設計已經技術成熟，而且進行了小規模示範。通過與西屋等經驗豐富的核供應商合作來設計、建設並測試這些裝置，為軍方提供遠距離供電方案的目標很快就能實現。除了軍事基地外，微型反應堆對災區也有很大幫助。颶風、地震等自然災害發生時，電力設施是最先受損的。2017 年，颶風「瑪利亞」導致 150 萬波多黎各居民斷電數月之久，將近一年之後電力系統才完全恢復。隨著極端天氣事件的發生頻率增加，更大範圍的斷電有可能會發生，政府不得不尋求快速而又經濟的供電方案。5 年之內，這些微型反應堆就能做好部署的裝備。我們從一開始就取得了積極成果。更多電力將被安全輸送到偏遠區域，這提醒我們，好的東西，尤其是救命的東西，應該是小型化的。參考
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