北卡羅來納州合作實驗室在推動先進核能研究及人才培養方面發揮著重要作用。該實驗室總部設于北卡羅來納大學教堂山分校,2016年由北卡羅來納州議會成立,旨在與學術和政府機構合作,將研究成果轉化為實際應用,促進州和地方經濟發展。
北卡羅來納州立大學的PULSTAR 1兆瓦教育和研究反應堆展示了核心運行期間發出的切倫科夫輻射藍光。(圖片:北卡羅來納州立大學)
自2016年獲授權以來,合作實驗室已從州立法機構獲得約2.25億美元撥款,用于北卡羅來納大學系統旗下多所大學的600多個研究項目,涵蓋核能等領域。其研究范圍從最初的環境和自然資源,擴展到公共衛生、教育、技術和基礎設施等,“下一代能源”是其重點課題之一。2023年州預算中,州議會為下一代能源研究投資1500萬美元,特別提及小型模塊化反應堆(SMR)、氫氣儲存、生產和運輸以及電網建模等目標領域。
在SMR研究方面,北卡羅來納州立大學正開展由合作實驗室資助的SMR模擬器項目。該項目基于通用電氣日立核能公司的BWRX - 300模擬器創建數字模擬器,可復制基于通用非能動沸水反應堆的SMR,重點介紹核電站安全性、效率和適應性等關鍵技術概念,展示先進SMR技術理念,如自然循環、簡化設計等,還能展示SMR電廠的效率和適應性,使其能源生產成本與天然氣電廠競爭。
北卡羅來納州立大學核工程杰出教授Kostadin Ivanov表示,部署有成本競爭力的新型SMR對邁向低碳經濟至關重要,該模擬器將展示如何運用簡單自然現象驅動的安全系統。學校計劃將模擬器融入本科和研究生教育,開發相關課程并納入學位課程。
該模擬器由北卡羅來納州立大學和GEH聯手開發,北卡羅來納州立大學擔任首席研究員,GEH擔任聯合首席研究員。北卡羅來納州立大學團隊將設計模擬器,對GEH提供的BWRX - 300設計進行基準測試并納入參數。模擬器旨在彌補輕水小型反應堆知識和資源差距,GEH將反饋活動成果,北卡羅來納州立大學在其指導下引入全面模擬器。模擬器還將為設計、運行和監管審批提供參考,GEH協助解讀結果。項目力求使用非專有和非出口管制信息,供國內外學生、研究人員和行業合作伙伴使用。
除供大學使用外,GEH員工也可用該模擬器教學和培訓,GEH還在開發專有版本供BWRX - 300聯盟成員和客戶使用。北卡羅來納州立大學將與高中、社區學院和公眾合作,展示其培訓和教育價值,已與當地高中、社區學院建立教育和推廣關系,還與北卡羅來納州立農業技術大學等合作使用和測試模擬器界面。
另一個由合作實驗室資助的項目是核能勞動力評估。伊萬諾夫和電力研究所先進核技術項目經理克雷格·斯托弗擔任項目負責人。該項目源于核咨詢委員會(NAC)發布的《北卡羅來納州核能行業勞動力發展白皮書》,旨在調查工作需求,助力北卡羅來納州實現新的核能開發和部署,也與鄰近各州相關。
勞動力評估項目探索的白皮書建議包括:向各層次學生普及核科學;與相關機構合作推廣美國核學會K - 12導航核課程;提升建筑行業職業知名度;與教育界溝通清潔能源需求;借鑒技能培訓最佳實踐;為退伍軍人提供學習途徑;召開論壇交流信息;使用數字化施工技術收集數據;預測人員需求;宣傳北卡羅來納州歡迎高科技企業等。
北卡羅來納州立大學和電力研究院(EPRI)在勞動力評估項目上合作緊密。EPRI計劃多次訪問北卡羅來納州立大學,評估與現有研究反應堆及未來計劃建造的先進研究和測試反應堆相關的勞動力崗位和任務需求,并應用于電力行業。北卡羅來納州立大學核工程系致力于建造和運營先進反應堆,加上關鍵勞動力儲備關系和EPRI的勞動力發展努力,可支持勞動力需求評估。合作利用不同資源,包括核反應堆設施、先進反應堆測試設施項目、核培訓與發展項目等,參與的利益相關者眾多。
勞動力評估項目報告預計2026年10月完成,將提交給北卡羅來納州州長、議會、合作實驗室、杜克能源等利益相關者。項目將產生包含工作類型培訓要求的數據庫和概述利益相關者及培訓需求的報告。EPRI計劃將研究結果作為其他州效仿的勞動力藍圖基礎,鑒于北卡羅來納州及周邊各州核電情況,項目強調加強與各教育階段和機構的合作,擴大和加強區域勞動力培訓和資格認證網絡。該項目益處可能超越美國國界,EPRI在國際上推動新核能發展,北卡羅來納州將在新核設施部署國際努力中處于領先。
核咨詢委員會聯合創始人兼名譽主席史蒂夫·雷亞是北卡羅來納州立大學校友和核能行業顧問,一直支持合作實驗室活動,還通過基金會捐贈創建了北卡羅來納州立大學先進反應堆和SMR技術圖書館藏書。雷亞與伊萬諾夫共同創立了核能公司(NAC),伊萬諾夫還擔任北卡羅來納州立大學多個重要職位,參與新的高級研究與測試反應堆可行性研究。