加拿大核实验室(CNL)正在推动在偏远的北极地区使用小型模块化反应堆(SMR)。

在6月15日至16日于伊努维克(Inuvik)举办的北极发展博览会上,CNL总裁兼首席执行官乔· 麦克布里蒂(Joe McBrearty)的主题演讲和CNL科技副总裁杰夫·格里芬(Jeff Griffin)的演讲都提出了将裂变反应堆作为能源需求解决方案的理由,这些反应堆与核潜艇中使用的反应堆类似。

麦克布里蒂说,他成年后的大部分时间都在与核反应堆打交道,他先是在美国海军担任核潜艇“达拉斯号”(U.S.S Dallas)的舰长,后来进入核电行业。他说,这项技术在应对气候变化和促进能源安全方面都可能是一个有用的工具。

他表示:“安大略省约60%的能源来自核电,国际能源署(IEA)认为,核能将在到2050年实现净零排放方面发挥越来越大的作用,在未来10年,核能产能将增长40%,到2050年将增长一倍。我们相信这些小型模块化反应堆可以帮助北部社区。小型模块化反应堆的工作原理与传统的核反应堆基本相同。在加拿大开采的铀被制成燃料,并在反应堆中裂变。它被用来产生热量,再加热水来产生蒸汽。蒸汽反过来驱动涡轮机,从而产生电力。”

小型模块化反应堆产生热量。这些热量可以用来给家庭或建筑物供暖,也可以用来为农业提供温室。热量和电力被用来生产氢气,这样你就可以为汽车提供动力。它可以用来脱盐,把偏远岛屿上的海水变成新鲜的饮用水,为社区服务。它们可以成为吸引新业务到北方的关键基础设施的一部分,比如正在其他北极国家进行的数据中心建设。

“如果我们想抓住竞争优势,我们必须采取行动。包括核能在内的清洁能源解决方案是一个优先事项,需要更多的投资、更多的合作和更明确的承诺,才能使这些技术成为现实。如果我们不做出承诺,那么我们可能会错过这个发展小型模块化反应堆的机会,其他国家将会介入,他们会意识到随之而来的好处。加拿大应该也必须占有一席之地。”

小型核反应堆是按比例缩小和简化的系统,旨在以最小的技术依赖实现独立工作。其想法是,较小的规模可能会减少通常与核反应堆相关的问题,例如对作为冷却剂的水的需求将大大减少,这就扩大了它们的建造范围。有许多设计处于不同的完成阶段——但目前只有三个反应堆在全面运行。所有这些都在俄罗斯,其中一个计划在今年停止运行。

格里芬建议,在偏远地区,尤其是在矿区,小型反应堆模块化可以取代柴油发电,以减少能源成本和温室气体排放。它的其他用途包括将反应产生的蒸汽用于油砂开采,将电力用于阿尔伯塔省的沥青升级,以及淘汰目前正在运行的煤电,还可用于加拿大各地多达85个重工业园区的化工生产。

“它的功率很小,”格里芬说。“一般低于300兆瓦的电力,许多设计的电力低于50兆瓦。它是模块化的,这意味着各组件都是整体化生产出来的,很容易运输到一个地方。这与典型的电网供电的核反应堆形成鲜明对比,后者是在一个特定地点经过多年建立起来的。”

“反应堆技术本身各不相同,有些相对先进且为人们所熟悉,而其他更多的创新技术仍在开发中,但所有这些技术的设计本质上都是安全的,适用于发电、局部加热、工业蒸汽供应、制氢、海水淡化,并能够融入混合能源网络。”

加拿大核实验室为加拿大原子能有限公司(AECL)所有,该公司大约有3300名员工。格里芬强调,CNL仅仅是加拿大小型模块化反应堆愿景的一个倡导组织,并没有自己设计或销售任何反应堆。相反,他说他们的任务是“证明小型模块化反应堆的商业可行性,成为全球公认的小型模块化反应堆原型测试和科学支持的领导者,并成为公认的小型模块化反应堆中心,在这里建造和测试多个供应商支持的原型。”

相反,他解释说CNL打算在他们的乔克河(Chalk River)研究基地测试小型模块化反应堆,并计划在2026年进行Global First Power公司建造的反应堆的演示。CNL还参与了小型模块化反应堆路线图和行动计划的制定。Global First Power公司是安大略省政府和总部位于西雅图的超安全核电公司(Ultra Safe Nuclear Corporation)之间商业合作的产物。

在麦克布里蒂的主题演讲中,太阳能企业家克劳斯-多林(Klaus Dohring)问道,加拿大核实验室对核废料有什么考虑。麦克布里蒂说,北方社区需要把他们的废物运回南方掩埋。

“浪费是一个非常切题的问题,也是一个有时会被遗忘的问题,”他说。“社区只需要做好准备,有能力将这些废物运往最终处理地点。人们根本不希望垃圾留在社区中。”

“这些反应堆的目标是,一旦它们完成,一旦它们的燃料循环完成,燃料就被移除,并转移到远离北极的长期地质储存库。”

近日,安大略省、新不伦瑞克省、萨斯喀彻温省和阿尔伯塔省政府签署了一份谅解备忘录,承诺“致力于开发和部署创新、多用途和可扩展的核反应堆,即小型模块化反应堆”。联邦保守党领袖艾琳·奥图尔(Erin O’Toole)此前告诉北方新闻服务有限公司(NNSL)媒体,他支持在北极建立小型模块化反应堆。

加拿大最后一个商业核反应堆于1993年开始运行。在全球范围内,加拿大已经在中国、巴基斯坦和韩国建造了31座“加拿大重水铀反应堆”(CANDU reactors),并与中国核工业集团公司(China National nuclear Corporation)在阿根廷和罗马尼亚合作建设。CANDU反应堆也在印度建造,但反应堆进一步的发展在1974年印度政府引爆一颗原子弹后被中止。

CANDU最初开发于20世纪60年代,随着新技术的出现,CANDU的销量在21世纪初开始下降。最初由皇家公司加拿大原子能公司(AECL)开发,后来CANDU反应堆的设计连同市场销售和反应堆开发权被授权给了SNC-Lavalin公司。

加拿大在全球核领域的最大贡献是生产放射性同位素,这对医疗诊断和癌症治疗很重要。

 


翻译:高飞

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