1949年，INL在爱达荷沙漠东南部建成。仅仅六年后，核反应堆产生的电力就足以照亮阿科镇（Arco）——世界上第一个核能供能城市。

1、P-CAT反应堆

INL建成之初，核能技术刚刚起步。如今70多年过去，核能已经发展成为一种电源，几乎供应了美国全国20%的电力，并产生了全国50%的无碳电力。

“我们正处于发展的一个阶段，全球能源消耗量惊人，能源需求量只会不断增加。因此，我们必须有一个清洁能源解决方案”，爱达荷州国家实验室（Idaho National Laboratory ，简称“INL”）的科学家和工程师，美国能源部（DOE）核能微型堆项目办公室的国家技术总监约翰·杰克逊（John Jackson）说，“人们正在认识到核能作为清洁能源的基本负荷能源的潜力。”

自1951年以来，INL一直是核能领域的先驱，其持续关注的焦点是核能发展未来。

在过去的70年里，核能已经从工厂规模的发电厂，发展成为工厂可以快速制造的东西。

一次冷却剂设备测试 (PCAT)用于确认模拟结果，然后 MARVEL 团队可以使用建模和模拟工具来验证和支持反应堆的安全案例。PCAT 由 INL 在短短九个月内完成，由几个不锈钢部件组成，包括四台通过初级和中间冷却液泵发电的斯特林发动机，重量超过 2000 磅（超过 900 公斤）。（图源：INL）

PCAT是漫威（MARVEL）微型堆的原型，这个术语用来描述一个小型核反应堆，可以被运送到不同的地方，同时有足够的电力为一个小城市供电。

漫威的首席设计师兼项目负责人亚西尔·阿拉法特（Yasir Arafat）表示：“设计目的是可以为几千户家庭提供动力。而且大多数时候，它们既能供热又能发电。”

在传统的核电站中，一队队工作人员昼夜不停地工作来保持发电。

现在，新的微型堆可以自我调节，这意味着需要更少的人来操作系统。微型堆也可以放置在偏远地区，只有半卡车大小。

阿拉法特说：“非常少量的燃料、更小的反应堆、更小的设施，实际上可以分散在各个社区。因此，微型堆的优势显而易见。如今，可以有更小的微电网以分散的方式服务于不同的社区。显然，这给整个电网基础设施带来了更高的弹性。”

阿拉法特认为，微型堆更高的复原力有助于防止灾难期间的大规模停电。它还可以惠及能源成本高的农村社区。

他说：“我们的想法是，我们实际上可以运输这样一个系统，一次添加燃料可以供电多年。因此，这给我们带来了巨大的优势，而且可能是比目前所用的能源方案优势更大。”

“我们正努力在2031年前实现净零排放，我们已经有了太阳能和风能的能源。因此，我们希望能够将所有清洁能源技术——包括核能——结合起来，展示核能和可再生能源，我们实际上可以建立一个稳定的电网，可以提供全天候可靠的电力，到2031年可以零排放到零碳。”

2、综合能源系统实验室

INL关于MARVEL反应堆概念的两个视图（图源：INL）

在INL明年完成漫威微反应堆项目的建设之前，正在测试一个微反应堆原型堆，以模拟最终产品的工作方式。

阿拉法特说：“我们建立了一个完整的原型堆，以了解系统的整个过程是如何发热、散热、所有流体循环、冷却、发电、冷却的，我们可以用这个反应堆来预测整个过程。一旦我们能够将这个实验的数据与我们的软件模拟进行比较，我们就会对我们模型的准确性充满信心。”

ATR位于爱达荷瀑布以西47英里的INL现场（图源：INL）

就在爱达荷瀑布（Idaho Falls）的INL现场，综合能源系统实验室（ESL）正在研究不同类型的能源生产和分配。

INL流体系统设计工程师TJ Morton表示：“这一切都有一个优势，那就是减少碳排放。因此，让核电站保持成本效益稍处于次要位置。真正减少了我们在工业和商业过程中的碳足迹。”

ESL的目标是展示任何可以想象的电网配置、发电方式以及核能如何与风能和太阳能等可再生能源协同工作。

Morton说：“这主要是因为不燃烧化石燃料。因此，综合能源系统带来了巨大的收益。”

阿拉法特赞同这一观点，并表示INL的长期目标是为其他组织制定蓝图，以便他们也能实现净零。

阿拉法特认为，漫威在这一进程中发挥着至关重要的作用。

然而，并不是每个人都对核能的新发展感到高兴，一个主要的关注点是产生的废物以及如何处理。

3、核废料问题

远程处理LLW处置设施的概念设计（图源：INL）

“反应堆产生放射性废物，这可能是我们能制造的最危险的废物，”蛇河联盟（Snake River Alliance）执行董事利·福特（Leigh Ford）说，“我们无法真正处理掉这些废物，不能降低放射性，我们所能做的就是让这些废料随着时间的推移而降低放射性。而且对人危害性十分严重。”

INL自称的监督机构“蛇河联盟”也反对新的核废料。

福特说：“所以它非常危险，非常脏。而且它也不会再便宜了。”

但该联盟承认，虽然几十年前科学家不知道如何充分处理核废料，但INL在清理核废料方面取得了进步。

核废料现在被储存在地下的容器中，随着时间的推移，在那里慢慢降低放射性。

根据INL的说法，一些先进的反应堆技术也能够重复使用或回收一些废物，但这些废物仍需要存放在安全的地方。

杰克逊说：“你想想世界的大小和美利坚合众国的大小，你会听到10码深的足球场的大小包含了所有产生的核废料。”

“这些先进的反应堆技术将重复利用轻水堆废料。我们的轻水反应堆只从这些燃料中提取了一小部分实际能量。因此，这些轻水堆废料有着难以置信的潜力，目前正在这一领域进行核燃料的研发。”

虽然核能产生的废物仍然令人担忧，但对改进能源的需求比以往任何时候都要大。INL希望它能在改善核能方面继续成为先驱者。

阿拉法特说：“我们对这些废物负全部责任。我们控制它，保护它，储存它，监控它，确保没有任何东西进入环境或影响到人类。

我们反应堆中97%的乏燃料可以重复使用，实际上只有3%被用完了。所以从技术上讲，这不是废物。这是一种可以回收利用的燃料。”

阿拉法特说：“我们有办法回收燃料，这并不是一个技术挑战。无论我们想回收燃料，或是为核反应堆制造其他燃料，还是我们应该将它们长期储存在地下，这是我们在核废物处置方面面临的政策驱动的挑战。”

“两种解决方案都有利弊之分，所以这只是一个国家想朝哪个方向发展的问题。这将是我们处理核废料的最终决定因素。”（完）