提供安全和清洁能源的下一代反应堆将是什么？如果一切按计划进行，那么到2021年某个时候，将在美国爱达荷州的铜架上钻一个大孔。挖掘者位于爱达荷州原子城附近，村民不到30人。该地区唯一的加油站不再出售天然气。据说原子城已经发展成为一个核反应堆，为核潜艇和一个富裕村庄的核电站提供电力，这是政府在1950年代和1960年代资助的一项核研究项目。
该村的繁荣已经减少，该村开发的大多数反应堆已经投入运行。尽管如此，爱达荷州极地研究所INL计划通过努力开发先进的下一代反应堆以节省能源，在原子城建造。
INL的下一代反应堆开发项目是一个独特的反应堆，该反应堆在难以想象的高温下运行，并使用氦气或液态金属而不是水进行冷却。它也足够安全，高效，可以直接在城市附近建造，因此它将能够为社会提供几乎无限的清洁能源。
在美国，核电站提供该国20％的电力，但是目前运行的大多数反应堆均采用保守的水冷设计，这些设计一直是1970年代之前的工业标准，许多反应堆是在1970年代建造的。这意味着美国的核基础设施既稳健可靠，却不是高科技。此外，要指出的是，水力压裂降低了天然气的价格，政府为风能和太阳能等可再生能源提供了巨额补贴，使核电厂不一定具有经济竞争力。因此，关闭一些旧的核电站似乎是很自然的。
另一方面，INL计划在Ida Atomic City附近的沙漠中建造的核电站不能具有与现有核电站相同的圆顶形状。通常，在建造核电站时，建造电站是一项艰巨的任务，需要花费数年时间。另一方面，INL打算建造的下一代反应堆将在维吉尼亚州的一家工厂制造时简单地结转。工人只需在电厂连接反应堆的各个组件即可完成。该反应堆非常小，宽4.6m，高22.9m。
弗吉尼亚工厂生产的小型反应堆称为小型模块化反应堆SMR。此外，INL核反应堆开发项目采用的SMR由俄勒冈州立大学的研究团队发起。 Balanhan教授是由一家名为NuScale Power的初创公司开发的，该公司于2007年离开俄勒冈州立大学后成立。该公司正在努力构建各种下一代SMR，并计划制造首款经SMR批准的SMR。核监管委员会。
NuScale Power开发的SMR仅能产生60兆瓦的电能。凭借60兆瓦的电力，它可以为40,000户家庭供电，而不会造成中断。现有的大型反应堆产生的功率约为1,000兆瓦，因此可以与较小的反应堆进行比较。但是，Nuscale Power的SMR不会单独运行，而是将在INL原子城建造的核电站中与12个SMR单元一起运行。另外，作为安全措施，将水倒入反应堆混凝土槽中。
由于使用NuScale Power SMR的原子城下一代核电站将在2026年并网，因此这可能标志着核电站新时代的开始。此外，NuScale Power SMR的优势在于可以根据需要添加廉价的发电设施，从而使核电站能够逐步扩展其发电能力。
如果使用Nuscale Power SMR的小型核反应堆运行良好，就有可能获得额外的需求。许多政客和国家承诺逐步淘汰使用煤炭或天然气的热电厂，并将其转换为新的可再生能源。然而，众所周知，仅用可再生能源来代替现有的发电是困难的，因此需要其他清洁能源。另外，由于太阳能发电或风力发电取决于天气，因此需要能够提供稳定的电力而不受天气影响的能源。另外，甚至支持可再生能源的人也承认，将现有能源转换为新能源和可再生能源要付出巨大的代价。
另一方面，使用SMR的核能发电可以在稳定地将碳排放量降至最低的同时提供电力。 SMR可能是在不影响经济的情况下减少二氧化碳排放的一种方法。
最初，到目前为止，要求每个反应堆的核电站都尽可能大。因此，建造核反应堆需要巨大的成本和熟练的操作人员。但是，在发展中国家，处理大型反应堆特别困难。
SMR基本上是现有的较小的水冷反应堆，但已简化。该系统在密闭的安全壳内运行，不需要复杂的管道或泵。在大型核电站中，即使在反应堆停止后，也需要恒定的水流来冷却反应堆，但是NuScale Power SMR旨在手动保持其冷却，因此无需进行冷却过程即可。停止后的水流。另外，据说如果发生故障，则容纳在容纳容器周围的水带走热量，并且水箱被干燥并且热量被释放到大气中，从而可以安全地操作。
SMR还比常规反应堆使用的核燃料少得多，因此即使发生问题，它产生的热量也少得多，因此不会发生典型的崩溃。除美国政府外，美国西部六个州的公用事业财团已在购买Nuscale Power SMR。
格鲁吉亚发电厂（Vogtle）正在建设中的两个核反应堆的建造已被大大推迟，成本已经超出。因此，可以以相对低成本和小规模引入的SMR引起了人们的注意。
此外，NuScale Power SMR具有与现有商用反应堆相似的技术，因此易于获得监管部门的批准。但是，Nuscale Power并不是唯一推动SMR和下一代反应堆发展的动力。 GEH正在开发BWRX-300，这是一种发电能力为300兆瓦的小型模块反应堆，比尔·盖茨（Bill Gates）推出的下一代反应堆初创公司TerraPower也已签署了一项合同，计划在中国建造示范反应堆将于2022年完成。
这些下一代反应堆还有其他潜在市场。这是在需要高温制造的工业过程中的应用，例如水泥，塑料和肥料。虽然大多数需要高温进行制造的工业过程都使用化石燃料燃烧产生的热量，但将SMR与小型高温发生器一起使用可以极大地降低工业过程的成本，例如电力和热源。
当然，下一代反应堆也有问题。其中之一是繁琐的监管审批程序。在美国，奥巴马政府试图加强特朗普政府领导下的核能指导方针，但在特朗普政权下，它资助了核反应堆研究，使Nuscale Power等初创企业更容易获得监管批准，并分配了超过1亿美元的补贴。在这方面。做到了。
另一个问题是核扩散问题。但是，大多数SMR在中间浓缩铀上运行，因此它们不适合用于核武器制造。但是，少数下一代核反应堆可能会被用于制造核武器，因为它们将更强大的铀同位素作为燃料。但是，有人认为，先进的核反应堆是密封的，可以在已经提供燃料的同时提供核反应堆设备，从而减少了麻烦的问题，例如核扩散和废物管理。
更多的反应堆开发初创公司将参与其中，在适当条件下进行研究以引发聚变反应，其规模要比政府主导的项目小得多，而且将来可能会建成更小，更便宜的反应堆。相关信息可以在这里找到。