據報道，美國一位18歲的少年泰勒·威爾遜，不久前在美國加利福尼亞州舉辦的科技、娛樂、設計(TED)大會上展示了自己設計的小型核反應堆。他設計的小型核反應堆功率為50—100兆瓦，足夠10萬戶家庭使用，有望將舊原子武器中的廢料轉化成民用能源，供應民用和商用，甚至在太空中使用。

法新社援引威爾遜的話報道，這種反應堆可在流水線上生產，以核武器中熔融的放射性物質為動力。這種可以運輸的小型模塊反應堆，密封入足夠燃料后，能夠持續作用30年。

威爾遜設計的小型核反應堆，用氣體而非蒸汽驅動渦輪旋轉，意味著反應堆系統的溫度低于傳統核反應堆，一旦出現缺口，不會噴出任何東西。此外，反應堆的燃料是熔鹽，不需要增壓。這使得小型核反應堆更加安全。

威爾遜計劃5年內將他發明的反應堆推向市場，他認為“這不僅是為了對抗氣候變化，還能給發展中世界帶來能源”。

什么是小型核反應堆

國際原子能機構(IAEA)將小型核反應堆定義為發電功率小于300兆瓦的核反應堆動力裝置，簡稱小型堆。發電功率在300—600兆瓦間的被定義為中型反應堆，兩者可以統稱為中小型核反應堆，英文簡稱SMR(Small and Medium-sized Reactors)。

采用模塊化設計、設備系統模塊化工廠預制和現場模塊化組裝建設的小型堆，稱作模塊化小型堆，英文簡稱也是SMR(Small Modular Reactors)。有時候，SMR這兩種定義會被混淆。

隨著全球核電發展，越來越多的國家開始關注小型堆的應用。IAEA表示，將鼓勵發展和利用安全、可靠、經濟上可行的中小型反應堆。事實上，小型堆得到國際重視和集中研發始于本世紀初期，但在上世紀五六十年代，中小型堆的運用已經開始了。其間，除了早期的研究實驗堆以及標準的核電站以外，還建造了數百臺的小型堆用于海上艦船的推進動力系統。可以說，小型堆的研發和建設已經積累了大量的工程技術經驗。

據IAEA的最新統計，目前全球正在運行的中小型堆共計132座，其中中型堆106座，小型堆26座，正在建造中的有13座。擁有中小型堆的國家有28個，所有這些中小型堆的總容量為5.71萬兆瓦，累計運行經驗達5082堆年。

小型核反應堆的特點

IAEA在分析了各國已研發和正在研發的小型堆后，對這種堆型的特點進行了評估總結。IAEA認為，小型堆在安全性、經濟性、核不擴散能力以及無需現場換料的能力方面，具有較大的優勢。

在小型堆的設計中，為了保證反應堆的安全性，幾乎所有的小型堆都在尋求加強自身的固有安全性，并專門設置具有非能動特征的安全系統，即非能動專設安全設施。這些堆型共同的特點在于較強的非能動余熱排出能力和更低的堆芯功率密度。此外，小型堆的設計目標還著重于從根源上消除事故的發生，例如，通過取消一回路主管道，從而消除反應堆冷卻系統失水事故(LOCA)。這些措施有助于簡化核電廠的系統，使電廠達到更高的安全級別，并且在遇到緊急事故時，可以有效的減少場外應急措施和人為干預。

IAEA建議，在小型堆的設計過程中，應該更多的考慮到小型堆的經濟性，從而提高與其他能源以及大型反應堆的競爭力，從而更有利于小型堆在日后的推廣，有力開辟小型堆獨特的市場。其中包括：簡化系統，或者利用非能動系統和自動運行設備，削減運行和維修過程中的成本;縮短建造周期、減少土建成本，盡早得到投資回報;如果尚不具備具體的廠址條件，設計可利用參數的包絡性，在前期進行標準設計，從而達到盡早通過設計審核的目的;通過設計標準化與產品系列化，統一結構和系統，達到規模化生產;模塊化建造縮小投資風險。

在設計中，應更多的考慮小型堆核不擴散的能力。進而在國際上大力推廣小型堆的同時，又能保證供應的核燃料不被用于軍事用途。核不擴散能力主要依靠的是在設計中，通過技術方式、運行模式和外部特征，預防在未經允許的情況下，挪用核燃料的行為。IAEA期望，通過小型堆的推廣，一方面解決一些國家，尤其是發展中國家的能源問題，同時又能保證這些核燃料不被用于核武器等軍事用途，即在和平利用原子能的方針下，使核不擴散協議得到有效可靠的執行。

在小型堆的發展過程中，IAEA建議部分小型堆可以根據自身特點和實際情況，設計成為無需現場換料的小型反應堆(Small Reactors without On-site Refuelling)，又稱為電池式反應堆。無現場換料小型堆面對的主要是本國核燃料循環和廢物處理技術尚不成熟，或者不愿意承擔建設較為高昂的燃料供應循環體系的國家。采用了這種反應堆可以通過將整套燃料循環服務外包的方式，尋求到一種較為簡潔方便的換料方式。

小型核反應堆發展現狀

IAEA曾對小型堆的發展進行過預測，估計在2030年全球將建設43—96座小型堆。根據技術種類進行劃分，小型堆可以分為四種形式，即輕水堆、高溫氣冷堆、液態金屬反應堆和熔鹽堆。

輕水堆 在現有的小型堆設計中，最為常用的技術是輕水堆。這主要是因為數十年安全運行輕水堆的經驗，使得這種反應堆在安全性能方面更具保障性。在核蒸汽供應系統的設計方面，大部分的技術都采用了“一體化”壓水堆設計，即將一回路的設備全部集中布置于壓力容器內;也有少數幾種型號的反應堆，選擇將蒸汽發生器或者蒸汽發生器的一部分(如汽水分離器)放置于壓力容器外。

此外，隨著西屋公司的AP1000非能動安全系統的面世與成功推廣，“非能動”的理念也深入貫徹到了現有的小型堆設計中。在經濟性方面，輕水堆也以較低的初始投入與較少的投資總額受到發展中國家，尤其是不發達國家的青睞。

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