更便宜与安全的下一代核技术,浮动式核电厂盼2025年登场

丹麦哥本哈根创业公司Seaborg Technologies的浮动式核能发电厂有什么特殊的呢?首先,他声称采用新型便宜、易运送、模块化且超级安全的核反应炉,大小跟集装箱差不多的小电厂发电容量为200MW,可以大规模制造好几千组,迅速装在船上,打破以往大家对核电厂印象。

面对2050年碳排放目标,传统火力发电厂逐渐式微、再生能源成为能源界后起之秀,这时仍有一部分人持续关注核能,且致力开发更加安全与环保的新一代核电厂,希望能以全新的技术提供更多样的能源配置。

Seaborg Technologies新型核电厂与传统不同的是,采用混合氟化盐的核燃料,当温度攀升到500°C时转为液态,可以当作核燃料的冷却剂,若暴露在空气中,也不会像蒸汽一样瞬间大量冒出,而是凝固成固态。虽然仍带有放射性,但比起放射性气体、放射性污水更好处理,溶解度也低;若是温度失控,反应炉底部的“冻盐(frozen salt)”也会先融化,将反应炉芯流到底下的冷却储罐中。

该公司认为自家的安全措施,更为简单也最根本。在每个会影响系统运行的地方设下四层冗余防护,将事故影响降至最低,联合创始人兼首席执行官Troels Schönefeldt表示,我们采取不同的方法,我们难以将事故发生可能性降到零,再怎么避免可能还是有可能会发生,因此团队所做的,是减少严重灾害的冲击。

Seaborg采用的慢化剂也不一样,从石墨改为另一种熔盐:液态氢氧化钠(NaOH)。传统的石墨在强烈辐射且反复加热与冷却下,往往会越来越脆弱,而Seaborg新设计则是将燃料盐管放在一个更大的氢氧化钠管内,也是同类型核电厂首次出现全液态反应炉。

不过也因此Seaborg除了要处理熔盐本身的高腐蚀性问题,也需要处理氢氧化钠(强碱)以及核分裂副产品碲产生的晶间腐蚀(grain-boundary corrosion)现象,这对每一个零部件都是挑战。Pettersen表示,Seaborg的核心技术是以慢化盐为基础的的腐蚀控制,除此之外,挑战不仅仅只有腐蚀,如何组装在一起也是课题。

Seaborg表示,团队正在哥本哈根进行20~30次测试循环,包括设计、设置和展开实验,目前已完成概念设计,准备进行我们现在正在进行基本设计,朝足尺原型迈进。目前全尺寸原型预计在2025年上线,可能会送去东南亚某个岛屿测试,目前也已筹集千万资金,希望设计能在2026年获得批准,最快可在2027年进行商业量产,如今Seaborg也在韩国寻找造船厂合作。

Seaborg认为,这些浮动式核电厂能停靠在海上、又或是各种大小的河流上,一切取决于反应炉的规模,且完全独立、容易与电网连接,不补充燃料的情况下运行约12年,更重要的是,这种燃料不能用于核武。

(首图来源:Seaborg)