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美國能源部負責當前能源結構的部門——從清理能源生產的環境影響到能源效率計劃和可再生能源開發——的全部預算為 100 億美元。該部門主管副部長克里斯蒂娜·約翰遜在 ARPA-E 會議上於 3 月 3 日表示，這筆錢足夠“要麼在基礎領域建造一臺超導對撞機，要麼在應用領域建造一座核電站”。換句話說，核電並不便宜。
儘管估計各不相同，但毫無疑問，與任何替代方案相比，傳統核電站（即使用低濃縮鈾作為燃料的所謂輕水反應堆）的前期成本很高。因此，聯邦政府提供了核貸款擔保：沒有一家電力公司能夠承擔得起將整個公司押在一座核電站上的風險。
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然而，能源部副部長丹尼爾·波內曼表示，核電供應了美國 70% 的不直接釋放二氧化碳的電力。那麼，有沒有辦法降低核電成本呢？
一個想法是建立封閉式、小型“模組化反應堆”，例如在洛斯阿拉莫斯國家實驗室開發並在新墨西哥州聖菲的 亥伯龍核能公司推廣的反應堆。其價值 5000 萬美元的產品將是一個封閉式反應堆，大約寬 1.5 米，高 2.5 米；發電量為 25 兆瓦，將埋在地下，至少可以使用七年。事實上，在 首屆 ARPA-E 會議的展位上展示的宣傳材料只顯示了一片綠地和一棵樹。該公司強調，將其想象成大型（隱藏的）電池。
當然，現實情況是，一些尺寸的蒸汽渦輪機、發電機和冷卻裝置（可能比反應堆本身更大，就像大型反應堆一樣）需要位於該綠地的頂部，取代營銷材料中的那棵樹。而且，儘管反應堆是封閉式的，但實際上執行溫度高於傳統反應堆，大約為 500 攝氏度，並且需要用液態金屬冷卻，以實現其快中子裂變。大部分熱量將傳遞給水，以轉動渦輪機併產生電力。
這些小型反應堆同樣有可能發生失控的鏈式反應，即所謂的堆芯熔燬，因此它們像傳統反應堆一樣具有控制棒來停止裂變。事實上，這種“封閉式”反應堆具有多組控制棒，包括隨著裂變燃料的消耗而隨時間緩慢拉回的控制棒，以使裂變能夠繼續進行。
亥伯龍並非唯一一家推進這一概念的公司。儘管設計各不相同，但東芝、巴布科克-威爾科克斯和其他主要公司也有類似的小型反應堆，並且已獲得了一些潛在客戶的初步興趣，例如阿拉斯加州加利納村。然而，美國核管理委員會過去曾拒絕評估這些小型反應堆 (pdf)，而是傾向於集中精力推動傳統技術的復興。
這種情況可能正在改變。今年 2 月，美國核管理委員會呼籲未來的小型反應堆建造商（根據美國核管理委員會的標準，任何小於 700 兆瓦的反應堆）告知委員會他們是否會在未來申請場地許可證、執照和認證，以便監管機構能夠規劃其工作量。
但亥伯龍公司許可和公共政策副總裁黛博拉·布萊克威爾表示，亥伯龍公司並沒有等待美國核管理委員會。據她說，亥伯龍公司正在處理來自世界其他地區的“數百份”申請，並計劃在 2013 年底之前交付其首個產品。
當然，這些反應堆無助於解決核廢料問題，因為乏燃料元件可能會最終落入與當今核工業的乏燃料棒類似的情況——等待永久性儲存庫。ARPA-E 會議上的其他設計可能會解決這個問題——所謂的行波反應堆，理論上可以嬗變一些高放射性廢物作為其裂變過程的一部分，從而最大限度地減少放射性廢物的數量，但不會消除它。
無論如何，在全球正在建造或計劃建造的 52 座核反應堆中，沒有一座採用這些替代設計。事實上，核能唯一的小型化可能在於其在目前建設速度下最終為世界貢獻的能量量。“根據今天的情況來看，核能仍將只佔很小一部分，”通用電氣執行長傑夫·伊梅爾特在 ARPA-E 峰會上表示，他也是新的核電站的潛在製造商之一，他指出，新的核能、帶有碳捕獲和封存技術的煤炭或兩者對於未來可靠的低溫室氣體排放電力而言絕對是必要的。“總有一天，通用電氣的某些執行長會透過核能賺錢。我可以誠實地告訴你，過去兩位都沒有。”
圖片來源：愛達荷州立大學