核废料变燃料,比尔·盖茨的新梦想
作者:纽约时报中文网 2013-09-27 17:05
华盛顿贝尔维尤——在一个室内网球俱乐部和一个家电展销厅之间,有一栋不起眼的一层楼建筑,数十名工程师、物理学家和核专家正在里面追逐着比尔·盖茨(Bill Gates)的一个天翻地覆的梦想。研制这个反应堆的是创业公司TerraPower,公司的领导者是盖茨和在微软的同事、亿万富翁内森·梅尔沃德(Nathan Myhrvold)。迄今为止,公司已经为这个项目筹集了数千万美元资金,但修建一座雏形反应堆成本可达50亿美元,这正是盖茨正在富庶的、能源需求量巨大的中国寻找示范工厂的原因之一。
(当然盖茨自己也很有钱,在《福布斯》今年的富豪排行榜上,他以670亿美元的净资产名列第二。)“希望我们可以找到一个国家,在那里建立示范工厂,可能性最大的就是中国,”去年,盖茨在跟能源专家丹尼尔·耶金(Daniel Yergin)交谈时说。“如果成功了,这种反应堆的性价比会明显优于目前我们使用的反应堆。”
这种反应堆的支持者谈到了它的一些优点,其中最有吸引力的也许是它可以斩断一些武器扩散的途径,例如,伊朗表示其核计划只用于和平目的,但它浓缩的铀比发电所需的铀用量高得多。美国早已表示,伊朗浓缩铀的目的是研制核弹。
目前的核反应堆使用3%至5%的铀235,这种燃料浓缩过程会产生一种纯的、基本上天然的废料,即铀238(铀弹使用90%以上的铀235)。在目前的反应堆里,一些铀238被转化成钚,作为一种用量较小的辅助燃料来使用,但绝大多数的钚都会剩下来,成为废料。
相比之下,TerraPower的反应堆可以把更多的铀238转换成钚,将其作为燃料使用,因此,这种反应堆使用的几乎全是铀238,只需要少量的铀235,其作用就像在烧烤时用少量打火机油引燃木炭一样。
TerraPower的支持者们希望,这样一来,各国就不再需要像现在这样浓缩那么多铀,为支持民用计划而存储大量浓缩铀的借口也难以再成立。TerraPower的概念还会击破另一个制造核弹的托辞:绝大多数核武器是通过从使用过的反应堆燃料中提取钚制造出来的。TerraPower说,既然有这么多的铀238可以使用,就没有理由再使用那些钚了。
没有核武的国家也是需要大量电力的,TerraPower的首席执行官约翰·吉尔兰德(John Gilleland)说,“我们希望他们造出来的东西不要让我们晚上睡不好觉。”
但谁都知道这是一种极其长远的投入。甚至连持乐观态度的人都说,这项技术商业化最早也得到2030年。到那个时候,技术竞争(风能、太阳能、天然气或其他一些技术)会是什么样子尚不清楚。如果这个概念真的可以商业化,TerraPower能否成为首家商业化它的公司甚至都很难说。
盖茨手下的工程师们承认这个挑战十分艰巨,但他们表示,他们坚信自己和盖茨正在追寻的这个解决方案,针对的不仅是能源和核武扩散问题,也包括气候变化和贫困问题。
“如果你只能选择一样东西去降低价格——减少贫困——目前看来应该选能源,”盖茨在2010年的一次发言中介绍了他的反应堆想法,当时他说,“对于这些人来说,能源和气候非常重要,实际上,这对他们比对地球上的其他人都更加重要。”他指的是,能源生产中释放的二氧化碳助长了灾难性的洪水、干旱和农作物歉收的发生。在发言中,盖茨展示了一张学童们在路灯下写作业的图片。
位于贝尔维尤的TerraPower是从高智发明(Intellectual Ventures)剥离出来的一家公司。梅尔沃德是高智发明的联合创始人,这家公司专注于新产品和新技术的发明,比如面向自给农民(subsistence farmer)的经过改良的种子,让疫苗在没有电的地方保持冷藏状态的方法等。但它被批评人士称为“专利蟑螂”,因为该公司购买了大量技术专利,并且用它们来起诉其他从事软件设计、智能手机制造等等业务的公司。
TerraPower员工工作的地方跟高智发明同处一座建筑之内,这里有一个蚊子培养室,一个测试厨房,用来开发新的食物制备和保存方法,还有手工打造的精密仪器,用来测量雏形核燃料的微小细节。
TerraPower并不是唯一一家正在研制新型反应堆并从废铀料中获取能源的公司,即便这个概念可以商业化,盖茨也未必是第一个实现它的人。通用原子公司(General Atomics)最出名的产品可能是“捕食者”(Predator)无人机,但它在核电方面也拥有几十年的经验,目前该公司正在研制名为“能量倍增器”(energy multiplier)的反应堆模块,其原理跟TerraPower的大体相同。总部设在圣地亚哥的通用原子公司将使用氦而不是钠,这可能会简化某些问题。
“你只需把它设置好,让它燃烧,然后它就一直运行着,”该公司高级副总裁约翰·帕门托拉(John Parmentola)说。
跟TerraPower一样,通用原子公司也正在设法获取中国的青睐。
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