科学家对下一代先进核反应堆寄予厚望 但又有安全担忧

他们认为，美国还没有做好足够的准备来应对这种最坏的情况，并呼吁国会和能源部评估先进反应堆燃料的潜在安全风险。

一些专家和行业组织仍然认为，这种最坏的情况是不可能发生的。但随着核反应堆成为更具吸引力的能源来源，这个问题开始变得棘手，并在国会中获得了两党罕见的支持。

核反应堆发电时不会产生导致气候变化的温室气体排放。太阳能和风能随天气和时间变化，而核反应堆则不同，它能提供与天然气和煤炭发电厂类似的稳定电力来源。本月早些时候，乔-拜登总统签署了两党立法，使其成为法律，旨在通过简化审批流程，加快美国下一代核反应堆的发展。

下一代反应堆体积更小，采用模块化设计，与老式核电站相比，成本更低，更容易建造。除了发电，小型反应堆设计还可用于为工业设施生产高温热能。

美国核管理委员会（NRC）去年首次认证了一种先进的小型模块化反应堆设计。我们可能还需要数年时间才能看到商用核电站投入运行。但是，如果美国想要实现这一目标，就必须建立起先进反应堆所需的燃料供应链。 《减少通货膨胀法案》中就包括 7 亿美元的预算用于发展国内燃料供应。

如今的反应堆通常使用一种名为铀 235 的铀同位素燃料。天然铀中的铀 235 浓度很低；它必须经过"浓缩"--传统反应堆的铀 235 浓度通常高达 5%。小型先进反应堆将使用能量密度更高的燃料，这种燃料的铀-235 浓度在 5% 到 20% 之间，称为HALEU（高分析低浓缩铀的简称）。

"这种较高的浓度令一些专家忧心忡忡。"一组核扩散专家和工程师（其中包括第一颗氢弹的设计者之一）上个月在《科学》杂志上发表了一份政策分析报告，其中指出："如果证实哈拉尔-尤铀可用于武器，那么即使是单个反应堆也会带来严重的安全问题。"

浓度至少达到 20% 的燃料被视为高浓缩铀，有可能被用于开发核武器。作者认为，随着高浓缩铀设计的铀-235 含量达到 19.75%，美国是时候认真考虑下一代核反应堆的安全问题了。

麻省理工学院核科学与工程副教授兼核安全与政策实验室主任斯科特-坎普（R. Scott Kemp）说："我们需要确保我们不会在这里自作主张，在我们开始向全国各地发送 [HALEU] 之前，首先确保所有的安保和安全规定都已到位。"

坎普和他的合著者在论文中写道，20%的阈值可以追溯到20世纪70年代，而坏人表面上拥有更多的信息和计算工具来开发武器。论文认为，甚至有可能在 20% 的阈值下用 HALEU 制作炸弹。

"幸运的是，要做到这一点仍然非常困难。"麻省理工学院首席研究科学家、橡树岭国家实验室企业研究员查尔斯-福斯伯格（Charles Forsberg）说："这可不是小规模盗窃。他说，一个组织可能需要从一个小型先进反应堆中窃取几年的燃料，才能制造出论文中描述的那种炸弹。"

他说，即使有了可行的武器设计，也需要一个至少由数百人组成的复杂团队，才能完成将燃料转化为金属铀以制造可行武器的所有步骤。除非他们比我和我的同事们厉害得多，否则一个国家以下的组织（比如恐怖组织）是没有机会的。

一个敌对国家显然比一个犯罪小团体更有能力。但他仍然认为这对他们来说不值得。以他们的资源，本身就可以建造一座工厂来生产武器级铀，通常铀-235 的浓缩度超过 90%。

他说，如果另一个国家开始为未来的反应堆生产和储存高浓缩铀，但实际上却怀有更邪恶的意图，那才是更可信的风险。一旦他们为高浓缩铀进行铀浓缩，他们就已经开始建立达到武器级铀的能力。福斯伯格说："这就是我们对任何决定生产高浓缩铀的民族国家的担忧。他们已经采取了一些措施......他们正在向核军备竞赛线靠近。"

除了要求国会对高浓缩铀进行最新的安全评估外，该文件还建议根据新的研究结果降低铀的浓缩上限，或加强高浓缩铀的安全措施，使其更接近武器可用燃料的安全措施。

与《科学》论文的作者不同，福斯伯格认为美国已经采取了适当的预防措施来确保下一代核反应堆和高浓缩铀的安全。他说，几十年来，人们对安全风险已经有了充分的了解和讨论，尽管其中大部分都是机密信息。这也是难以消除恐惧的部分原因。

核能研究所负责技术和监管服务的副总裁珍妮弗-乌勒（Jennifer Uhle）在电子邮件声明中说："本研究作者的观点并未提供任何新的信息，不应该阻止按照美国和国际监管机构已经制定的严格要求开发和部署 HALEU。"

1986年切尔诺贝利灾难和2011年福岛灾难发生后，人们对核能的恐惧随着寻找不会导致气候变化的能源的需求和更先进技术的承诺而逐渐消退。但并不是每个人都相信这一点，哈龙核电站引发的安全问题与批评者对核能的其他问题不谋而合。

关心世事科学家联盟核电安全主任、本文另一位作者埃德温-莱曼（Edwin Lyman）说："除非有真正充分的理由改用核扩散风险更大的燃料，否则使用这些燃料是不负责任的。"