台灣新聞通訊社-江飛宇Science》小核能里程碑 Antares Mark-0示範爐實現臨界

在完成Mark-0的臨界實驗後,安塔瑞斯工業下一部就要建造具有發電能力的Mark-1型,它的體型很小,可以提供大約50百萬瓦電力(圖/Antares )

6月5日,美國新創核能公司安塔瑞斯工業(Antares Industries)宣布,該公司的Mark-0微型反應器示範爐已成功完成首次臨界測試,驗證反應器設計、燃料配置與中子物理模型符合預期,能夠維持穩定的核鏈式反應。這不僅是該公司的重要里程碑,也是美國能源部(DOE)先進反應器試點計畫啟動以來,首座達成臨界的民間先進反應器。

世界核能新聞(WNN)報導,此次測試也提前達成川普政府設定的目標。美國總統川普去年簽署行政命令,要求能源部在2026年7月4日前,推動至少三座試驗反應器建成並達到臨界,以加速下一代核能技術發展。

安塔瑞斯工業的Mark-0反應爐採用鈉熱管冷卻技術,不需要傳統輕水反應器的大型冷卻水循環系統,因此反應器設計能夠大幅縮小,適合部署於偏遠地區、軍事基地與其他分散式能源場景。(AI製圖)

所謂「臨界」,是指反應器內的核分裂鏈式反應能夠自行持續進行,每次核分裂釋放出的中子數量,足以引發下一次核分裂反應。這是所有核反應器投入運作前最重要的技術里程碑之一。

不過,Mark-0本身並非發電反應器,而是一座零功率示範爐,主要用於驗證Antares所開發的鈉熱管冷卻微型反應器設計,以及相關反應器物理參數。它更接近於全尺寸原型驗證平台,而非商業發電機組。

美國能源部表示,此次臨界測試是愛達荷國家實驗室自1951年以來建造的第53座反應器,也是美國40多年來首批由民間企業主導、成功達成臨界的先進非輕水反應器之一。能源部指出,在完成後續測試並取得美國核管理委員會(NRC)許可後,這類微型反應器可望投入商業應用,為偏遠地區、軍事基地、資料中心甚至太空任務提供穩定電力來源。

此次測試由能源部、愛達荷國家實驗室、美國陸軍以及BWX Technologies(BWXT)共同參與。BWXT負責供應反應器所使用的TRISO燃料。TRISO被視為目前最先進且最安全的核燃料之一,其核心為鈾燃料顆粒,外部包覆多層碳與陶瓷材料,可在極高溫環境下維持結構完整,大幅降低放射性物質外洩風險。

Mark-0使用的燃料屬於高豐度低濃縮鈾(HALEU),鈾-235濃度介於5%至20%之間,高於現今商業核電廠常見的3%至5%低濃縮鈾燃料。較高的濃度有助於提升反應器效率、延長換料週期,並縮小反應器體積,因此被視為多數先進反應器的重要技術基礎。

BWXT表示,這批TRISO燃料技術源自美國陸軍「佩萊計畫」(Project Pele)所開發的可移動式微型反應器。該計畫旨在為偏遠軍事基地提供獨立且穩定的電力來源,而Antares的反應器也被視為未來潛在應用方案之一。

Antares表示,Mark-0的成功不僅驗證了反應器設計,也證明美國政府推動先進反應器快速測試與授權的新機制具有可行性,未來可望成為其他新型反應器商業化的範本。

Antares執行長布蘭博(Jordan Bramble)指出,美國核能產業長期受到延誤與超支問題困擾,因此如期完成技術目標格外重要。他表示,公司從概念設計到完成臨界測試僅花不到一年時間,而這項成果也建立在美國能源部多年來對TRISO燃料技術與HALEU供應鏈投資的基礎上。

根據公司規劃,下一階段的Mark-1反應器將於2027年進行發電測試,並於2028年開始向客戶部署首批商業化微型反應器。Antares表示,這將是為美軍基地與偏遠設施提供獨立電力來源的重要一步。

雖然Mark-0尚未發電,但其成功達成臨界代表微型核反應器已從概念設計與模擬階段,正式邁向實體驗證。對近年積極發展的小型模組化反應器(SMR)與微型模組化反應器(MMR)產業而言,這被視為邁向商業化的重要里程碑。

2026/06/06 07:50

轉載自中時新聞網: https://www.chinatimes.com/realtimenews/20260606000101-260408