美国首座私营新一代模块化微堆实现临界运行

这一进展直接呼应了美国能源部在“反响堆试点项目”中提出的目标——在 2026 年 7 月 4 日前，使至少三种先辈反响堆设计完成临界运行验证。 该项目于 2025 年启动，旨在为经久停止的美国核电家当“解套”。自 20 世纪 70 年代以来，因为"大众,"舆论变更、政治压力以及对安然性的极致寻求，美国核电审批监管法度榜样日益复杂、成本高企，贸易项目难以遭受，由此导致新项目近乎停摆。 反响堆试点项目经由过程在联邦实验室园区采取能源部自力的安然授权与监督流程，对早期技巧原型进行验证，从而绕开传统 NRC（核管会）贸易许可路径的部分前期包袱，加快一批新一代堆型走向实用化。

根据介绍，Mark-0 微堆于 2026 年 6 月 4 日实现所谓的“初始临界”（initial criticality）或“零功率燃料临界”（zero-power fueled criticality）。 这意味着反响堆被控制在方才足以保持核链式反响的最低功率程度，不以发电或输出热功率为目标，而是用于验证反响堆的计算物理模型、堆芯几何构造、控制棒机能以及初始中子学行动等关键参数，无需明显热功率输出和主动冷却流动。 业内人士将这一环节比作“初次让汽车发念头顺利焚烧”，虽功率不高，但对后续周全运行具有基本性意义。

在这一项目候选筹划中，由 Antares 公司研发的 R1 反响堆及其零功率前置测试堆 Mark-0，定位为高温固态微堆，设计发电功率区间在 100 千瓦至 1 兆瓦之间。 其模块化设计思路是：反响堆模块在工厂完成标准化制造，再整体运输至用电现场安装投运，并可经由过程叠加多个模块，按需扩大供电才能。 此类微堆对准的是偏远举措措施、军事基地以及对能源安然性和持续性请求极高的场景。

在燃料技巧路径上，Antares 采取高丰度低浓铀（HALEU）与 TRISO（三重同轴各向同性）燃料颗粒组合。 单颗粒大年夜小约似“粟米”，内部为富集至 19.75% 的铀-235，以铀氧碳化物（uranium oxycarbide）情势存在，外部包覆多层碳和陶瓷涂层，然后被压抑成圆柱形燃料压块，装填入堆芯块体中。 这种燃料构造天然具备高温下保持包壳完全的才能，晋升堆芯自稳特点和抗堆芯熔毁才能。

报道指出，这种设备有助于实现反响堆的“固有自我调节”，在极端高温前提下仍明显降低熔毁风险。 此外，设计许可类似“料斗”的堆芯构造，从顶部持续投放燃料小球或燃料块，并在底部排出已燃尽燃料，从而使换料过程相对简洁、持续化。

Antares 堆型另一大年夜技巧亮点在于其冷却体系。该反响堆采取液钠热管冷却：一系列封闭的钢质热管内部充填液态钠，无需泵或任何机械活动部件。 当堆芯发烧时，热管内钠被汽化并向上输送至换热器，在那边冷凝放热后，再经由过程内壁毛细构造“吸回”堆芯区域，形成被动轮回。 根据公司披露信息，即便在外部电力完全中断的情况下，这一被动式热管冷却体系仍可持续带走堆芯余热，为掉电工况下的安然性供给额外冗余。

与此同时，Antares 的设计从一开端就针对美国陆军与空军的安排需求进行强化，是以在稳定性、灵活安排才能与运维请求方面均知足严格的军用标准。 今朝，该反响堆已被选定于 2028 年前后安排于德克萨斯州圣安东尼奥结合基地（Joint Base San Antonio），用于为军事举措措施供给高靠得住能源保障。

美国能源部长 Chris Wright 在声明中称：“今天的成就是美国核能成长史上的重要时刻。经由过程让 40 多年来首座由私营部分开辟的、非轻水技巧的美国反响堆实现临界，Antares 展示了在释放美国立异潜力后可以做到什么。” 他还强调，特朗普当局将持续支撑美国核工业的“更生”，以确保美公平易近众在将来数代都能获得可包袱、靠得住且安然的能源供给。

此次 Mark-0 在爱达荷国度实验室的成功临界，被视为美国推动小型模块化核反响堆与新一代先辈堆型贸易化过程中的关键旌旗灯号，也为后续 R1 商用机组甚至更多私营先辈核能技巧的放大年夜验证供给了实际典范。