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目前,比尔·盖茨有一份占用了他很多时间的工作:为他参与的新的核反应堆测试工厂选址——这个工厂很有可能建在中国。

从持久性、规模和稳定性来看,核废料是一种相对可靠的新能源

目前,比尔·盖茨有一份占用了他很多时间的工作:为他参与的新的核反应堆测试工厂选址——这个工厂很有可能建在中国。

在2010年的ted大会上,盖茨宣布他的重点已经转移到能源和环境领域,他有一个疯狂的想法:利用核废料发电。

在当时的能源研究领域,这几乎被视为一种幻想。但四年后,盖茨在2014年底再次谈到这个项目,并向世界证明他当时不是在胡说八道:这个项目正在筹备中,一旦完成,美国可以用800年来发电。

实际上,整个项目是由一家名为terrapower的初创公司实现的。这家公司的创始人是纳森·梅尔沃德,前首席技术官,也是盖茨在微软的同事。这家小型初创公司的员工由数十名工程师、物理学家和核研究专家组成。

尽管盖茨保证,到目前为止,terrapower的研究结果仍然受到包括《纽约时报》在内的业界和媒体的广泛质疑。《纽约时报》甚至开玩笑说,terrapower正在实施一个“永无止境”的项目。

“事实上,自从terrapower创建以来,我们已经有了详细的时间表。目前,我们正在一步一步地工作,到2020年中期,我们的反应堆模型将上线。这将是一个非常有效的计划。”terrapower的高级技术顾问罗杰·雷诺兹告诉《中国商业周刊》。

他的自信源于terrapower实现核废料发电的理论解决方案。

在一般的核反应过程中,铀235的消耗量在3%至5%之间,而在燃烧和浓缩过程中,铀238将作为纯核废料产生。反应堆中的一部分将逐渐转化为钚,用作辅助燃料。然而,由于钚的量很少,绝大多数钚不会燃烧,最终会变成废物。

为了避免留下钚,terrapower设计了一种新型反应堆:铀238的利用率几乎提高到100%,并且只使用了非常少量的铀235,因此更多的铀238可以转化为钚,然后用作燃料。根据terrapower的说法,这种方法可以抽象地理解为“点燃木炭所需的油比以前轻得多。”

利用核废料发电的最大优势是减少全球碳排放。这也是盖茨实施这个项目的初衷。2010年,他提议到2050年实现全球零碳排放。虽然风能和太阳能等新能源的使用也能在一定程度上缓解碳排放问题,但就持久性、规模和稳定性而言,核废料可能是更可靠的新能源。

“恶劣的气候意味着贫困地区的人们将遭受多年的作物生长问题,因为降雨量不足,气温持续上升。”盖茨曾在2010年的ted大会上说过。他认为解决能源问题是改善气候、环境甚至贫困的极其重要的手段。

“寻找利用技术解决贫困的方法是terrapower最基本的使命。最有效和可持续的方式是向穷人提供获得能源的机会,以加快经济发展。这意味着世界需要丰富的、经济的和非常安全的能源。”雷诺兹也说过。

核废料发电可能会让一切变得简单:你只需要提前安装核反应堆及其反应炉,当它们开始燃烧时,你就可以让它们像那样运行——不仅在美国,在世界上也是如此。

Terrapower认为,其正在进行的工作也将有助于减少世界面临的核武器威胁。

2011年日本福岛核事故的负面影响尚未完全消散。人们担心永远保持国家间权力竞争的观望态度。没有人知道是否有任何国家秘密开发了核武器。一想到一些国家能够找到制造核武器的正当理由,或者储存能够制造核武器的原材料,就足以引起人们的恐慌:这些潜在的可能性将把地球上的所有生命置于不可估量的威胁之下。

由于terrapower的计划简化了核能燃料的燃烧过程,过去留下的大量钚现在可以用来发电。因此,那些过去通过从反应堆燃料中提取钚来制造核弹的国家再也不能为了国家安全、民用项目或其他原因而大量提取和使用钚了。

然而,在美国建造一个原型反应堆的成本大约是50亿美元,而terrapower只为这个项目筹集了数千万美元。

盖茨的想法是移动建筑工地,但他之前被大多数国家拒绝。事实上,中国曾经是拒绝盖茨的国家之一,但最近,中国似乎开始对这个项目表现出浓厚的兴趣。目前,中国已建成29座核反应堆,占世界核反应堆总数的40%。

尽管背后有盖茨,但仅仅依靠初创企业的实力是不够的。

terrapowe在研发中遇到的最大问题来自材料和燃料——核反应堆需要新的燃料设计和新的钢结构。

新核废料的燃烧需要在反应堆中储存30年,但目前只能实现不超过6年。开发和制造能够承受中子撞击30年的反应堆材料是一项极其困难的任务。在整个研发过程中,terrapower求助于约80家专业公司和机构,包括爱达荷国家实验室、阿海珐、神户钢铁、卡彭特钢铁和日本veridiam,以帮助进行各方面的扩展测试。

一些乐观的评论家指出,该项目可能在2030年前商业化,但实际情况不明,甚至盖茨也不能保证。

然而,这一领域出现的新参与者和竞争者在某种程度上证实,terrapower至少在“废物利用”的研发方向上可能是正确的。例如,通用原子公司正在开发一种称为能量倍增器的反应堆模块,其主要燃料成分是核废料或贫化铀。

来源:简阳新闻

标题:比尔盖茨的“疯狂”项目:核废料发电

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