美國對煤碳化石燃料的依賴不可能永遠(yuǎn)持續(xù)下去。并不是沒有采取措施讓我們擺脫對石油，天然氣和煤基燃料的依賴在2008年至2018年期間，美國生產(chǎn)的風(fēng)能和太陽能等可再生電力總量翻了一番。
然而，在其2019年年度能源展望報告中，該組織對我們僅僅幾年 - 甚至幾十年 - 遠(yuǎn)離完全依賴非碳能源的想法傾注了冷水。根據(jù)他們的預(yù)測，天然氣和煤炭將占到 2050年美國發(fā)電量的56%，相對較小，從2018年的62%下調(diào)。這對環(huán)境來說是一個不好的跡象：二氧化碳排放量增加2018年增長3.4%，是20年來最大增幅。科學(xué)家多年來一直警告說，如果不嚴(yán)重破壞我們的星球，目前的碳排放水平就無法增加。
環(huán)境影響評估在主流方面受到了相當(dāng)大的批評，更不用說盧克天行者針對共和黨目前正在采用的應(yīng)對氣候變化的爭論。
核是答案嗎?
隨著尋求解決我們的碳燃料依賴性的問題仍在繼續(xù)，一些人認(rèn)為核能可以提供答案。通常，核能是由核裂變產(chǎn)生的，即鈾原子的分裂，它產(chǎn)生的蒸汽為渦輪機(jī)提供動力以產(chǎn)生電力。這不需要燃燒煤或天然氣，使核電成為無碳能源。與風(fēng)能和太陽能等新興可再生能源相比，核電廠也非常高效。
因此，我們應(yīng)該盡快建立核電站，以創(chuàng)造有效，清潔能源的新來源 - 對吧?
它不是那么切割和干燥。建立核電廠的高成本持續(xù)上升 - 憂思科學(xué)家聯(lián)盟報告說，在2002年至2008年間，建造新核電廠的成本估計從20億美元到40億美元之間躍升至90億美元。在21世紀(jì)后期，西屋電氣公司啟動了一個項目，設(shè)計和建造一種新型核反應(yīng)堆AP1000，目標(biāo)是減少建立工廠所需的成本和時間。它失敗了，在其分配的預(yù)算中估計耗資130億美元，并迫使Westinghouse在2017年破產(chǎn)。
除了與傳統(tǒng)化石燃料相比的高成本之外，由于切爾諾貝利(Pripyat)，福島(Fukushima)和三里島(Three Mile Island)等地的高調(diào)災(zāi)害，核能也存在公關(guān)問題。2016年，蓋洛普報告說，自1994年民意調(diào)查開始以來，更多美國人(54%)反對核能而不是支持核能(44%)。
但是，如果有一個更安全的核選擇，那么在發(fā)生事故時并沒有造成大的威脅呢?能夠如此廉價和高效地提供無碳電力的消費(fèi)者將被迫跟隨他們的錢包進(jìn)入一個清潔能源的世界嗎?
熔鹽和釷燃料反應(yīng)堆：氣候救世主或天真煙斗夢?
進(jìn)入熔鹽核反應(yīng)堆(MSR)。該技術(shù)的倡導(dǎo)者認(rèn)為，它可以幫助提升核部門的緩慢下降，并為世界提供重要的清潔能源。
在潛水之前需要注意的是，當(dāng)提出熔鹽反應(yīng)堆時，正在討論兩個不同的概念。第一種是由熔融氟化物鹽代替水冷卻的核反應(yīng)堆; 第二個是熔鹽燃料反應(yīng)堆，核燃料溶解在鹽中。許多人還將兩種類型的MSR歸為與釷燃料反應(yīng)堆相同的類別，這些反應(yīng)堆由稱為釷的元素提供動力。支持者認(rèn)為釷作為核燃料比鈾-238更豐富，更安全，更有效。
不幸的是，DOPE沒有核科學(xué)家在工作人員 - 但是 - 為了更多地了解MSR及其潛力，我們采訪了大學(xué)核工程系教授Nicholas Brown博士。田納西州。從2015年到2016年，布朗在田納西州橡樹嶺國家實驗室的研發(fā)團(tuán)隊工作，這是一個由聯(lián)邦政府資助的研究實驗室，在1966年至1969年之間運(yùn)營著唯一的活性熔鹽反應(yīng)堆。
深入研究MSR倡導(dǎo)者的聲明
支持熔鹽反應(yīng)堆的人提出的主要要求之一是它們比鈾燃料反應(yīng)堆更有效。據(jù)此計算，熔鹽冷卻反應(yīng)堆的風(fēng)機(jī)在技術(shù)上是正確的，布朗說。
“當(dāng)你有一個水冷反應(yīng)堆，出口溫度是300攝氏度。如果你有一個鹽冷卻的反應(yīng)堆，出口是700攝氏度，”他告訴我。“當(dāng)你在更高的溫度下加熱時，你可以用它來驅(qū)動不僅更有效的電力生產(chǎn)，而且還有各種其他工藝，例如水的淡化。”實際上，這意味著人們可以做到核裂變的數(shù)量相同。
MSR支持者還聲稱他們的優(yōu)選反應(yīng)器比傳統(tǒng)的輕水反應(yīng)堆(LWR)更安全，因為用于冷卻裂變過程的水保持在比熔鹽高得多的壓力水平。這也是正確的，但有一個重要的警告。
“在壓水反應(yīng)堆中，水的壓力大約為2000 PSI(磅/平方英寸) - 因為在較高的壓力水平下，您會增加沸點。當(dāng)它處于如此高的壓力之下時，如果你休息一下想象一個氣球。當(dāng)一個氣球彈出時，那個氣球中的所有東西，因為它的氣壓高于它以外的所有東西冷卻劑將很快從系統(tǒng)中排出，“布朗說。
“熔鹽反應(yīng)器可以在幾乎環(huán)境壓力下達(dá)到700度的溫度。因此，沒有驅(qū)動力可以像水一樣使用高壓冷卻劑來排空冷卻劑。“
這種壓力差異有助于防止發(fā)生事故時放射性物質(zhì)的擴(kuò)散，這一點在您考慮到大多數(shù)核電站建在湖泊，河流或海洋上時非常重要。
然而，許多親MSR人員忘記了現(xiàn)有的水冷核反應(yīng)堆已經(jīng)非常安全。
“水冷反應(yīng)堆已經(jīng)被證明是非常安全的，并且對它們有更多的經(jīng)驗，”布朗說。
確實如此 - 在33個不同國家產(chǎn)生的17,000多個商業(yè)核電累積反應(yīng)堆年的六十年中，世界上只發(fā)生了三起重大事故。MSR和LWR之間的安全性差異可以與穿著普通衣服的晚間散步，戴頭盔和防護(hù)墊之間的差異進(jìn)行比較：是的，如果發(fā)生事故，你在填充方面更安全，但你可能已經(jīng)很漂亮安全開始。
親MSR人群也喜歡聲稱這些反應(yīng)堆是更好的全球解決方案，因為使用釷的MSR不能用于制造核武器。理論上，這意味著各國可以開發(fā)強(qiáng)大的核能發(fā)電系統(tǒng)，而世界其他國家則不會擔(dān)心使用該技術(shù)投放炸彈的獨(dú)裁者。
然而，這是一個純粹的神話。一份技術(shù)文件，由美國能源部發(fā)起并發(fā)表在2012年的核技術(shù)雜志指出：
必須嚴(yán)格保護(hù)所有裂變材料以檢測國家的轉(zhuǎn)移，并且必須提供最高水平的物理保護(hù)以防止盜竊.沒有發(fā)現(xiàn)“銀彈”燃料循環(huán)，可以放寬目前的國際保障或國家實物安全保護(hù)水平。
挪威一家研究和測試基于釷的核燃料的公司的首席技術(shù)官朱利安凱利表示： “關(guān)于資助拒絕釷工作的陰謀理論是針對娛樂業(yè)的。”
盡管如此，所有這些并不意味著釷或熔鹽反應(yīng)堆沒有潛力。正如布朗向我解釋的那樣，他們現(xiàn)在面臨的主要問題是這些反應(yīng)堆主要是理論上的。20世紀(jì)60年代后期的橡樹嶺反應(yīng)堆仍然是有史以來唯一的熔鹽反應(yīng)堆，它主要被認(rèn)為是一種證明該概念可行性的測試。
20世紀(jì)40年代和50年代幫助美國海軍開發(fā)核能的海軍上將海曼·里克弗稱這些未經(jīng)檢驗的關(guān)于核電站“紙反應(yīng)堆”的想法，因為它們存在的唯一地方是學(xué)術(shù)論文的頁面。
布朗總結(jié)道：“熔鹽反應(yīng)堆是一種潛在的有前景的反應(yīng)堆技術(shù)，可以提高核電生產(chǎn)的效率，使其與天然氣競爭更具競爭力......但研究這一領(lǐng)域的人們認(rèn)真地認(rèn)識到，在MSR之前需要解決許多挑戰(zhàn)。可以在商業(yè)上部署。“
目前，陪審團(tuán)仍然在熔鹽反應(yīng)堆上。但是，所有類型核能的支持者都有一個共識 - 世界需要盡快而不是晚些時候從碳密集型燃料轉(zhuǎn)移。
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