Transmutex(源自技術(shù)術(shù)語“核嬗變”一詞)公司正在研發(fā)一種采用釷而非鈾作為燃料的新型核反應(yīng)堆，此類反應(yīng)堆可以更為安全地發(fā)電，而且不會排出高放射性的廢料。這會是有助于向零碳排放社會過渡的一項創(chuàng)新嗎?
核物理學(xué)家費德里科·卡荷米納提(Federico Carminati) 在接受瑞士資訊SWI swissinfo.ch采訪時肯定地表示，“當(dāng)一位諾貝爾獎得主邀請你和他一起工作時，你會很難拒絕。”接到日內(nèi)瓦歐洲核子研究中心當(dāng)時的負(fù)責(zé)人卡洛·魯比亞(Carlo Rubbia)來電時的情形仍令他歷歷在目，“那是1990年，我是歐洲核子研究中心的一名年輕雇員，魯比亞先生邀請我參與一個新型核反應(yīng)堆的開發(fā)項目。”卡荷米納提講述道。
這一項目令人振奮不已，但釷反應(yīng)堆與粒子加速器相結(jié)合的想法最終卻遭到雪藏，核工業(yè)對新生事物興趣索然，放射性殘渣及其存儲問題當(dāng)時還并未迫在眉睫。
30年后，時代改變了。對卡荷米納提來說，重新考證魯比亞項目的契機(jī)到了。2019年，他與法國企業(yè)家富蘭克林·塞爾萬-施萊伯(Franklin Servan-Schreiber)共同創(chuàng)立了初創(chuàng)公司Transmutex，他們的目標(biāo)是從本質(zhì)上“改造”核能。
釷取代鈾
核電站利用核反應(yīng)產(chǎn)生的熱量進(jìn)行發(fā)電，在傳統(tǒng)反應(yīng)堆中，燃燒材料-通常是鈾或钚-被溶解在中子反應(yīng)堆中。原子進(jìn)行分裂(裂變過程)釋放出能量并產(chǎn)生更多中子，從而引發(fā)連鎖反應(yīng)，裂變產(chǎn)生的熱量被用來產(chǎn)生水蒸汽并最終發(fā)電。
核電站不間斷地進(jìn)行大規(guī)模發(fā)電且不排放溫室氣體。然而，包括瑞士在內(nèi)的許多國家對其產(chǎn)生的放射性殘渣在何處進(jìn)行封存卻不甚了了。
Transmutex公司的解決方案是采用釷而非鈾作為燃料。釷是一種弱放射性金屬，廣泛分布在地殼的巖石中，并且蘊(yùn)藏豐富。“釷比鈾分布均勻。”卡荷米納提指出。大多數(shù)用作核燃料的鈾都是從哈薩克斯坦、澳大利亞以及加拿大的礦場開采出來的。
釷在處于次臨界狀態(tài)的反應(yīng)堆內(nèi)進(jìn)行裂變，通過粒子加速器輸入中子，這意味著與傳統(tǒng)核電站不同，該設(shè)施無法維持連鎖反應(yīng)：一旦中子流量中斷，反應(yīng)堆就會立刻關(guān)閉，此項功能可以預(yù)防類似1986年切爾諾貝利(Chernobyl)核事故的重演。
殘渣減少
卡荷米納提認(rèn)為，裝有粒子加速器的釷反應(yīng)堆的優(yōu)點不勝枚舉。相對于采用鈾的核電站，釷衍生出的殘渣的放射性衰變時間縮短了很多，其衰變時間為300年而不是30萬年，而且危險殘渣的數(shù)量也顯著降低。“我們說的是幾公斤而不是幾噸。”這位核物理學(xué)家表示。
其次，釷循環(huán)還具有防止核擴(kuò)散的優(yōu)勢?？ê擅准{提肯定地指出，釷裂變反應(yīng)產(chǎn)生的熱量也不足以用于制造原子彈。
事實還遠(yuǎn)不止此，釷反應(yīng)堆也可回收現(xiàn)有核電站的廢料。超快運動的帶電粒子流可以燃燒放射性殘渣并產(chǎn)生能量。此外，在技術(shù)術(shù)語中之所以被稱為“核嬗變”(初創(chuàng)公司Transmutex因此命名)，是因為一些短壽的放射性廢料也可轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定元素。“這種可能性能夠解決高放射性殘渣的囤積與儲存問題。”卡荷米納提肯定地表示。
與俄羅斯和美國合作
Transmutex公司希望利用瑞士與國外的先進(jìn)技術(shù)，與瑞士最重要的自然、工程學(xué)研究中心-保羅謝爾研究所(PSI)一起，該公司意欲打造一個比目前用于治療癌癥的粒子加速器更具功效的加速器。
這家初創(chuàng)公司還與國際伙伴聯(lián)手合作，專門為潛艇生產(chǎn)核引擎的俄羅斯國家原子能公司(Rosatom)研究發(fā)展釷反應(yīng)堆的可行性;作為美國最重要的核研究實驗室之一的阿貢國家實驗室(Argonne National Laboratory)也在研究釷燃料。
“我們擁有建造新型反應(yīng)堆的所有基本要素，現(xiàn)在剩下的工作就是著手組合。”卡荷米納提表示，Transmutex公司的目標(biāo)是在21世紀(jì)30年代初建立一處新型模塊化反應(yīng)堆。
核能“重生”?
新一代核電的時機(jī)似乎已經(jīng)成熟，減少二氧化碳排放的需要以及對長期停電的擔(dān)憂使由于福島核危機(jī)似乎已窮途末路的核能再次令人矚目。
一些國家正在開始籌建更嚴(yán)密、更簡樸、更安全并且造價更低廉的核反應(yīng)堆。美國總統(tǒng)喬·拜登(Joe Biden)已撥出25億美元用于先進(jìn)反應(yīng)堆的研究與工業(yè)試點;比爾·蓋茨(Bill Gates)創(chuàng)辦的泰拉能源公司(TerraPower)已經(jīng)準(zhǔn)備建造數(shù)百個微型鈉鹽核電站計劃中的首家電站，采用與Transmutex公司不同技術(shù)的中國第一個釷核反應(yīng)堆將很快投入運行。
歐洲的核能“重生”項目也在緊鑼密鼓的進(jìn)行之中，歐盟委員會(European Commission)希望將原子能像天然氣一樣列入“綠色”能源，以促進(jìn)能源轉(zhuǎn)折。這一想法得到了法國的支持，但卻遭到德國的反對，德國在福島核事故后決定關(guān)閉國內(nèi)的所有核電站。
瑞士也選擇循序漸進(jìn)地放棄核能。然而，資產(chǎn)階級黨派的代表們呼吁將核能作為長期能源戰(zhàn)略的一部分重新加以考慮，以避免能源短缺問題。瑞士能源俱樂部(Club Energie Suisse)- 一個核能擁護(hù)者組織- 不排除發(fā)起一項名曰“停止停電”的公民動議，該動議旨在廢除2017年瑞士全民公投通過的“禁止建造新核電站”(多語)外部鏈接的決定。
未來更多清潔電力
“如果在10年內(nèi)，我們能夠擁有一項靈活、模塊化并且小規(guī)模的技術(shù)來生產(chǎn)清潔且安全的能源，那將妙不可言。”蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院(ETH Zurich)能源科學(xué)中心主任克里斯丁·沙夫納(Christian Schaffner)告訴瑞士資訊SWI swissinfo.ch，“我們出行和供暖都需要電力，我們需要越來越多的清潔電力。”
然而，沙夫納指出，也許要到20年后，我們才會擁有一家連接到電網(wǎng)的新型電站。“我認(rèn)為我們沒有足夠時間去解決氣候危機(jī)。”他肯定地說，需要考慮的另一方面是此類電站的成本和收益性。“太陽能發(fā)電目前比傳統(tǒng)核能價格更為低廉，新型核能與太陽能相比是否能在性價比上更勝一籌?”沙夫納對此心存疑惑。這位專家認(rèn)為，盡可能發(fā)揮現(xiàn)有核電站的效用將更有意義。
幾位曾經(jīng)在美國、英國、法國和德國核能監(jiān)管與安全機(jī)構(gòu)工作的權(quán)威人士則更是持批評態(tài)度，他們堅持認(rèn)為，核能不應(yīng)作為氣候危機(jī)的解決方案。“核電(包括新一代核電)既不清潔，也不安全，還不智能，而且這項技術(shù)非常復(fù)雜，甚至有可能引發(fā)重大災(zāi)難。”他們在一份聯(lián)合聲明中指出。
