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华州中部将建小型核电站 引发放射性废物管理安全问题

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(JY编译)俄勒冈州的一家公司希望以一种快速、灵活的方式建造一个小型预制核反应堆,通过制造模块化的核电机组来为该地区供电,这些机组可以在工厂里建造,然后运到核电厂现场进行最后组装。

这些新机组不仅是无碳的(虽然并非没有争论),而且它们的建造成本也比传统的核电站低。

每个模块单元将是一个迷你反应器,能够产生50至300兆瓦的能量;100兆瓦可以为12万间房屋供电。小型模块化反应堆的设计应该是可以根据需要而增加额外的模块,理论上最大值为12个模块一组。这个概念被认为可以降低成本,加快建设时间,并在根据客户需求定制反应堆群方面具有更大的灵活性。

美国的第一个小型模块化反应堆可能会出现在西北太平洋地区,可能在爱达荷州和华盛顿州中部的格兰特县(Grant County),有望在2030年实现。

一些美国和世界各国的领导人正在推动这种新的核反应堆,作为应对气候变化的一种无碳排放措施。

在美国建立小型模块化反应堆的领跑者是总部位于俄勒冈州科瓦利斯市(Corvallis)的NuScale Power。

但该公司的突出地位为其带来了额外的审查。 NuScale的设计是否比传统反应堆产生更多的放射性废物?

2020年8月,NuScale成为第一个,也是迄今为止唯一一个小型模块化反应堆开发商,其60兆瓦的设计得到了美国核能管理委员会(NRC)的批准。该公司计划在今年12月向委员会提交该设计的改进后续版本。这些设计变化包括让拟议的反应堆每个产生77兆瓦的电力。相比之下,位于华州里奇兰(Richland)北部的哥伦比亚发电站反应堆(Columbia Generating Station)可产生1200兆瓦的电力。

NuScale公司拒绝了Crosscut公司的采访要求,仅通过电子邮件阐述了该企业。

全世界大约有二十多个小型模块化反应堆设计,其中约有一半源自美国。到目前为止,世界上有两个正常运行的150兆瓦的反应堆,都在俄罗斯北冰洋港口Pevek的一艘驳船上产生。中国预计到2026年将有一个启动并运行。

该公司一直在西北地区寻求两个合作伙伴,在爱达荷州和华盛顿州中部建造小型模块化反应堆群。爱达荷州的项目似乎有望在2030年开业。与此同时,NuScale似乎在华盛顿州中部的提案中输给了一个竞争对手。此外,NuScale还希望在2028年前向罗马尼亚交付六个小型模块化反应堆。

NuScale已与犹他州联合市政电力系统(Utah Associated Municipal Power Systems,UAMPS)合作,在2030年前在爱达荷福尔斯市(Idaho Falls)旁边的爱达荷国家实验室所在地建造一个六个反应堆综合体。每个反应堆的核心将比哥伦比亚发电站的短约10英尺,将产生77兆瓦,该综合体的总功率为462兆瓦。 UAMPS由犹他州、亚利桑那州、加州、爱达荷州、内华达州、新墨西哥州和怀俄明州的36家公共事业单位组成。

UAMPS发言人拉瓦尔·韦布(LaVarr Webb)表示,UAMPS的用客群太小,没有理由建造一个超过1000兆瓦的传统反应堆。他说,根据需要增加小型模块化反应堆符合UAMPS的想法,即在核能需求增长时进行扩展。 UAMPS 还试图大幅减少其碳足迹,因此该合资企业被称为「无碳电力项目」。

最初估计在2027年完工;目前的计划是在2029年安装第一个反应堆,在2030年之前全线建成。工程应该在2026年开始施工。同时,成本估算由最初的42亿美元攀升至61亿美元。此外,韦布指出,36家电力公司中有8家决定退出该项目。

韦布在谈到这些变化时说︰「这并不像听起来那么激烈。」他表示,一些公用事业公司退出是因为他们没有预见到在2030年时会使用爱达荷州综合体的电力。据NuScale代表和格兰特县公共事业区的发言人查克·艾伦(Chuck Allen)称,成本的增加和延误来自于施工计划变得更加详细。

总部设在波士顿的国际防止核战争医生组织(IPPNW)的项目主任查克·约翰逊(Chuck Johnson)说︰「这是一个发展非常缓慢的行业。」在过去的十年中,他为核监督组织「关注社会责任医师协会」(PSR)的俄勒冈州分会跟踪NuScale的发展。

与此同时,格兰特县公用事业区一直在认真研究与NuScale或X-energy合作开发小型模块化反应堆。 X-energy是一家位于马里兰州洛克维尔的公司,也在模块化反应堆领域。美国核能管理委员会尚未批准X-energy的设计。

格兰特县公用事业区的代表既考察了县内的场地,也考察了华州汉福德市(Hanford)核保留地内哥伦比亚发电站旁边从未完成的华盛顿州公共电力供应系统(WPPSS,西北能源公司前身)的反应堆场地。西北能源公司的哥伦比亚发电站的前身是华盛顿公共电力供应系统,在20世纪80年代的债券违约之前,停止了在汉福德建造两个额外的WPPSS反应堆。基础设施仍然是在这两个半成品反应堆旁边建造的。

艾伦表示,虽然格兰特县公用事业区官员认为X-energy和NuScale公司的技术看起来都很好,但他们发现X-energy的设计更适合该县。X-energy的基本设计要求将四个80兆瓦的小型模块化反应堆发展成一个320兆瓦的综合体。

尽管看了西北能源公司的旧址,格兰特县的公用事业官员倾向于将该项目设在县内一个尚未选定的地点。艾伦说,公共事业区决定将该项目放在县内,是考虑到了经济因素、离用客的距离和输电线路的接入。

X-energy和位于贝尔维尤的TerraPower公司计划在怀俄明州建造一种新型的核反应堆,它们在2020年获得了总共32亿美元的联邦资金,以帮助开发它们的项目,目标是在2027年之前投入使用。然而,这两个基本设计仍然需要NRC批准。这32亿美元取决于国会每年拨款的情况。

在此期间,斯坦福大学5月份发表的一项研究提出了关于这些反应堆的废旧核燃料污染问题。

该研究的作者之一林赛·克劳(Lindsay Krall)指出,斯坦福大学在三家公司交给NRC的设计中(X-energy的设计不在其中),最终选择了研究NuScale的设计,因为其在NRC的审查中走得最远。克劳曾经是斯坦福大学的研究生,现在在瑞典的一家核燃料管理公司工作。

斯坦福大学的研究得出的结论是,NuScale和其他两种设计将比传统反应堆产生更多的放射性废物,而且使用过的反应堆燃料的放射性将高出大约50%。

在接受采访时,克劳还表示,放射性的提高增加了一些长期储存腐烂废物恢复放射性的机会,可能会达到「临界」状态。临界状态是指具有一定形状和一定放射性水平的物质靠近后引发的不受控制的辐射爆发。

防止核战争医生组织的约翰逊补充说,储存放射性废燃料是整个核工业面临的一个问题,包括小型模块化反应堆。他还指出,NuScale公司获得了联邦援助,以使爱达荷州的项目投产,认为这是一个财务薄弱的标志。他认为NuScale需要大量的客户来实现财务收支平衡,他说只有UAMPS和罗马尼亚是其客户。他还认为,向小国推广小型模块化反应堆将增加核材料的可用性,使其被盗并用于原子弹和脏弹(Dirty bomb)。

NuScale不同意斯坦福大学的研究结论。在给Crosscut的一封电子邮件中,该公司认为自己的设计使用了典型反应堆中的常规核燃料。电子邮件中写道︰「(斯坦福)论文对NuScale燃料设计的能量容量使用了过时的设计信息,并对反应堆反射器中使用的材料以及燃料的燃烧进行了错误的假设。」

该电子邮件说,小型模块化反应堆的放射性废物并不比传统反应堆产生的废物差,并称「这些资讯的投入对论文作者来说是公开的,它们的错误假设破坏了论文及其结论的可信度。」

在今年夏天的一封回应NuScale指控的公开信中,克劳和该研究的其他作者,包括斯坦福大学核安全教授罗德·尤因(Rod Ewing)和前核管理委员会主席艾莉森‧麦克法兰(Allison Macfarlane)写道,NuScale的设计在2020年被NRC批准,在他们进行分析时,NRC只公开了这些数据。他们写道,燃料燃烧的数字被编辑了。他们坚持他们基于2020年NRC批准的设计的研究结论;当时,NuScale的最新设计变更版本还没有出来。克劳称,已没有拨款用于后续研究。

NuScale及其原始反应堆设计是时任俄勒冈州立大学核工程和健康物理系主任何塞·雷耶斯(Jose Reyes)想出来的。他于2007年共同创建了NuScale,现在是其首席技术官。

NuScale给Crosscut的电子邮件表示︰「我们领导团队的成员带来了核能开发、扩张和投资方面的广泛背景。最重要的是,他们了解小型模块化反应堆在气候变化和持续的能源不安全问题中作为零碳能源解决方案所发挥的作用。」

俄勒冈州立大学是该企业最初的主要资金支持方。 2011年,国际建筑和废物管理公司Fluor Corp.以57%的股份成为多数股东。 NuScale于今年5月份,在纽约证券交易所上市。

2022年的前六个月,NuScale公司净亏损4480万美元,而收入为520万美元。 2021年的前六个月,NuScale公司亏损4730万美元,而收入为100万美元。在其公开交易的这个相对早期的阶段,NuScale在咨询服务上有赚钱,但在研发成本上亏钱。

NuScale的代表曾预测,该公司到2024年将需要2亿美元来继续开发其小型模块化反应堆。根据8月底公布的数字,其目前拥有3.51亿美元的筹集资金。 4月,NuScale获得了3.41亿美元,当其与时春谷收购公司(Spring Valley Acquisition Corp)合并。春谷收购公司为一间于开曼群岛注册成立,是通过首次公开募股筹集资金以收购或与其他公司合并的特殊目的收购公司。

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