小型模块化反应堆:我们的核能未来?

小型模块化反应堆(Small Modular Reactors，简称smr)被誉为当前能源危机的解决方案之一，旨在填补可再生能源的“缺口”，当替代能源的供应无法依赖时:例如，夜间太阳能发电的损失。其意图是，随着英国最后几座现有核电站下线，它们应该填补缺口，取代英国老化和退役的核电站。那么，新的研究表明，小型反应堆产生的核废料将是现有大型反应堆设计的30倍，这是否有效地搁置了这个概念?克里斯·史密斯采访了谢菲尔德大学研究如何处理核废料的克莱尔·科克希尔，听听她对这个问题的看法。

克莱尔——本周发表的论文林赛·克劳尔和她的同事们在斯坦福大学看了看多少放射性废物是小型模块化反应堆而产生更大的类型的压水式反应堆正在建设世界各地,其中包括在英国欣克利点c,他们所做的是一个评估什么种类的废物会生成的核燃料,而且反应堆组件。他们发现，一个小型模块化反应堆产生的放射性废物是压水堆的30倍，这取决于反应堆的设计。

当你说到压水堆的时候，我们说的是各种各样的东西。我们目前正在部署更多主流的大型核反应堆，我们现在用它来发电。

克莱尔-对，没错。我们目前在Sizewell B有一个，我们正在欣克利角C建造另一个，它们产生大约3千兆瓦的电力。这就像同时煮十万壶水一样^＊。而小型的模块化反应堆，在现场相对较新，它们要小得多，它们只有100兆瓦的电力。所以这更像是一次煮300壶水。

但是政府在很大程度上支持这个概念。不是吗?监管机构收到了一份来自劳斯莱斯的建议，要求其就如何做到这一点提出一些想法或计划。许多其他公司现在也进入了这个市场，并提出了类似的设计。人们认为这是个好主意。为什么会有这种差异呢?

克莱尔:嗯，smr受欢迎的一个主要原因是它们的大小。它们比这些非常大的压水堆反应堆要小得多，这些反应堆建造起来非常昂贵。我们已经看到欣克利角C反应堆的成本在增加，在整个建设过程中，年复一年，增加了数百万甚至数千万英镑。所以通过建造更小的反应堆，我们可以在英国制造所有组件的优势，我们可以利用这里已经建立的供应链来建造更多经济的反应堆。

Chris -嗯，如果你可以通过smr获得规模经济，那为什么不把它转移到废物处理上呢?

克莱尔:这真是个有趣的问题。这正是Lindsay Crawl和她的合著者在这篇论文中发现的。其中一个主要问题实际上与尺寸有关。如果我们想想核反应堆是如何工作的，我们有铀原子在分裂，它们产生中子，亚原子粒子。这些中子，我们用它们来驱动链式反应。他们继续分裂更多的铀原子。为了使它尽可能有效，我们需要把中子留在反应堆里。但是小的模块反应堆的问题是很难做到，我们得到的是中子泄漏。这意味着这些中子开始与核反应堆内部的结构部件相互作用，并使它们具有放射性。比如，建造反应堆的不锈钢就会变得有放射性。 And that is then when it comes to decommissioning those reactors intermediate level waste that we have to manage and dispose of.

克里斯:相对和绝对的区别在哪里?因为相对而言，是的，它产生的废物是大型发电站的30倍。但是，考虑到这些要小得多，它是否仍然转化为非常少量的浪费?考虑到采用这项技术带来的其他好处，它仍然是一件好事，或者由于这项研究，情况一夜之间变得不那么引人注目了?

我们确实需要一个短期的解决能源危机的办法。小型模块化反应堆有很好的潜力来拯救这里。话虽如此，你知道，与风能和太阳能等其他技术相比，它们不会像我们在这里讨论的那样产生同样的废物。所以我认为这是一种平衡。我们需要考虑我们现在发电需要什么，以及我们对未来产生的后果感到满意。

[*我们认为克莱尔在这里指的是100万左右的水壶，而不是10万:假设一个非常耗电的水壶在240伏电压下消耗15A，那么10万个这样的水壶只会消耗15*240*100,000 = 3.75亿，即0.375吉瓦，而不是3GW。]