微軟聯(lián)合創(chuàng)始人比爾·蓋茨（Bill Gates）正在為其核能夢想積極奔走，游說美國國會在未來10年投入數(shù)十億美元支持新型核反應(yīng)堆的試驗。據(jù)華盛頓郵報報道，蓋茨對議員們表示，他將自掏腰包10億美元，加上在私人投資領(lǐng)域籌集10億美元，與聯(lián)邦資金一起為其創(chuàng)辦的泰拉能源公司一項未投入實際使用的技術(shù)進行試驗。

不久前發(fā)布于個人博客的2018年度總結(jié)中，蓋茨為“能源”章節(jié)著墨頗多。相比于風(fēng)電與太陽能，蓋茨對核能青睞有加，稱其為“應(yīng)對氣候變化的理想能源”。他認為，當(dāng)前核反應(yīng)堆存在的問題與風(fēng)險，可以通過創(chuàng)新來解決。而擁有世界一流科學(xué)家、企業(yè)家和資金的美國，是孕育這些創(chuàng)新的理想之地。在這封公開信中，蓋茨預(yù)告2019年將更頻繁地談及美國如何重新在核能研究中發(fā)揮主導(dǎo)作用，“為了恢復(fù)在核能領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)者地位，美國需要投入新的資金、更新監(jiān)管規(guī)定，向投資者以示誠意。”

原理如同蠟燭燃燒的行波堆

究竟是什么核能技術(shù)讓蓋茨持續(xù)多年不遺余力地親自推廣？十多年前，在評估了所有已在理論上被研究和討論過的核反應(yīng)堆類型后，比爾·蓋茨選擇了行波堆（Traveling Wave Reactor），并創(chuàng)立了泰拉能源公司來發(fā)展該技術(shù)，總部設(shè)于美國華盛頓州貝爾維尤（Bellevue）。

行波堆的理論研究始于1950年代后期，屬于鈉冷快中子反應(yīng)堆，在設(shè)計上屬于第四代核電技術(shù)。蓋茨本人將這項技術(shù)比喻為蠟燭：就像蠟燭用火柴點燃后逐漸燒盡、并可以自身點燃其他蠟燭一樣，行波堆的設(shè)計理念是核燃料可以從一端啟動點燃，裂變產(chǎn)生的多余快中子將周圍的鈾238轉(zhuǎn)化成钚239，當(dāng)钚239達到一定濃度之后又形成新的裂變反應(yīng)，進而再產(chǎn)生多余快中子實現(xiàn)增殖，形成“行波”，行波以增殖波先行，焚燒波后續(xù)的方式前進。

這形成了行波堆相較于現(xiàn)有商業(yè)核反應(yīng)堆的最大優(yōu)勢：天然鈾中只有約0.7%的同位素能被直接利用，但是利用行波堆技術(shù)，鈾資源的30%～40%，甚至60%～70%可以物盡其用。與其他四代核電技術(shù)相比，行波堆可以直接利用廢棄的鈾以及只需簡單轉(zhuǎn)化的核廢料，可以在貧鈾條件下運行數(shù)十年，產(chǎn)生的廢料遠少于常規(guī)反應(yīng)堆。從這個意義上而言，行波堆的普及可以減少鈾濃縮和乏燃料再處理等需求，降低核能的成本和環(huán)境風(fēng)險，更能極大降低核擴散風(fēng)險。

近年來，蓋茨在全球各類公開演講時頻繁推廣行波堆技術(shù)。在2018年底發(fā)布的公開信中，他再次推介這種“安全的、可防止核擴散、產(chǎn)生廢物很少”的新型核反應(yīng)堆。蓋茨建議，美國應(yīng)該積極探索先進核技術(shù)理念，若美國核能領(lǐng)域的資金和監(jiān)管環(huán)境有所好轉(zhuǎn)，或許可以在美國建設(shè)行波堆項目?！笆澜缧枰贫ㄔS多阻止氣候變化的解決方案，先進核能是其中之一。我希望說服美國領(lǐng)導(dǎo)人參與其中?！?/p>

前景堪憂的先進核能技術(shù)？

然而，國際上目前不乏對行波堆持懷疑態(tài)度的聲音，認為這種“完美的反應(yīng)堆”難以實施、前景并不樂觀，一些核專家甚至認為，蓋茨的公司正在追求一種“有缺陷”的技術(shù)。新的核設(shè)計往往需要付出極其高昂的經(jīng)濟代價，并且需要幾十年的時間來完善、推廣和大規(guī)模建造。

“這些設(shè)計（指包括行波堆在內(nèi)的鈉冷快堆）需要先進的燃料和材料技術(shù)來滿足性能目標(biāo)?！甭槭±砉W(xué)院去年發(fā)布的一份有關(guān)核能未來的報告中說道。

非政府組織憂思科學(xué)家聯(lián)盟（Union of Concerned Scientists）的核專家埃德溫·萊曼（Edwin Lyman）認為，以核技術(shù)應(yīng)對氣候變化并非一夕之功，一些新堆型仍在設(shè)計階段，許多公司卻在努力提高公眾對于先進核反應(yīng)堆設(shè)計的期望，泰拉能源正是其中之一?！跋冗M核能設(shè)計的供應(yīng)商們聲稱可以在數(shù)年內(nèi)在全世界范圍內(nèi)商業(yè)化部署新技術(shù)，我們認為會適得其反，因為這將誤導(dǎo)公眾，讓他們誤以為這些舉措是非?？焖俸透咝У?。

另有批評人士認為，泰拉能源在一些技術(shù)障礙上進展緩慢。比如，行波傳播時無法均勻地燃燒“蠟燭”中的貧鈾；燃料棒的排列也有待改變設(shè)計；在材料上，開發(fā)出一種可以在高燃耗深度和高中子通量下仍然能保持良好性能的和材料，是行波堆工程師們面臨的巨大挑戰(zhàn)。

對于材料技術(shù)的挑戰(zhàn)，泰拉能源CFO Marcia Burkey在郵件中回應(yīng)說，公司研制的一種新型合金鋼已送往俄羅斯進行測試，公司在該領(lǐng)域已經(jīng)取得了重要進展。

在美國，核能還需面臨廉價天然氣和可再生能源的競爭，不過先進核能技術(shù)逐漸獲得聯(lián)邦和州層面的政策支持。2018年9月，美國總統(tǒng)特朗普簽署《核能創(chuàng)新能力法案》，以消除部分阻礙美國核能創(chuàng)新的金融和技術(shù)障礙。該法案鼓勵公共與私營部門之間合作，這有利于先進核能技術(shù)的開發(fā)與部署。