編譯：杜銘海（dumhai@126.com）
2013-10-06

[編譯按]：9月30日，中化新網(wǎng)發(fā)表報道《蓋茨投資新型核電 可解決美800年用電》，但多處看不懂?？赡芤罁?jù)的是9月24日美國紐約時報能源專欄記者馬修?瓦爾德（MATTHEW L.WALD）的長篇報道《原子目標：核廢物供電800年》[1]。編譯者認為這篇文章寫得不錯，有益于中國人了解比爾蓋茨的為人和他專注核電的寬厚用心，就邊看“原文”邊翻譯過來了。有些段落與題目關系不大或交代過于簡略，就略去。如讀者有疑，可查原文；不當之初，請指正。

泰拉能源公司設計的行波堆核電廠

“紐約時報”報道：在華盛頓特區(qū) 貝爾維尤市一室內(nèi)網(wǎng)球俱樂部和一家用電氣陳列室之間，有個單調(diào)的“單層”建筑物，內(nèi)有許多工程師、物理學家和核專家，正在追求比爾?蓋茨的一個激進的夢想：一種新的核反應堆能用今天的核廢物做燃料，給美國未來800年提供所有的電力，或許還能削減全世界核擴散的風險。

這些人正在為蓋茨和微軟富翁南森?梅爾沃德創(chuàng)辦的“泰拉能源”公司開展反應堆研究。到目前為止，已為這個項目“砸下”數(shù)千萬美元的研發(fā)經(jīng)費，但建造個原型堆可能要花費50億美元。為了給這種示范電廠找個家，比爾蓋茨將觸角伸到“富有而耗能多”的中國…當然，蓋茨自己有許多錢。今年福布斯仍把他列為世界第二個最富有的人，凈值670億美元。

蓋茨去年與能源專家丹尼爾?耶金（Daniel Yergin）交談時說，“希望我們將來找個國家能夠建造示范電廠，很可能是中國”，“如果成功的話，那么經(jīng)濟上會比我們目前的情況好點。”（對此，許多人感到奇怪：“比爾蓋茨想在中國建造清潔能源？”[2]，最近泰拉能源公司聲明：“雙方?jīng)]有簽署正式協(xié)議”[3]。）

就蓋茨的反應堆而言，或許支持者最重要的論據(jù)之一是，它能堵塞某些核擴散的途徑。例如，伊朗說它的核計劃是和平利用，但濃縮的鈾遠比發(fā)電需求的多。美國一直在說，伊朗在為發(fā)展核彈生產(chǎn)濃縮鈾。

目前的核反應堆靠的是濃度度3-5％的鈾-235。（鈾彈靠90％的鈾-235。）現(xiàn)在的反應堆內(nèi)，某些鈾-238轉(zhuǎn)換為钚，只是少量用作輔助性燃料，大部分钚留下成了廢物。

與此相反，泰拉能源的反應堆把更多的鈾-238轉(zhuǎn)換钚，用作燃料，因而幾乎能完全靠鈾-238運轉(zhuǎn)。這種反應堆只需少量鈾-235，就像打火機液體的功能：啟動木炭燒烤。

結果是，泰拉能源支持者希望各國不必濃縮太多的鈾，根絕它們?yōu)槊裼煤擞媱澅仨毐Ｓ芯薮髱齑娴恼摀?jù)。泰拉能源的概念還能削弱第二條通往核彈途徑背后的邏輯：從反應堆乏燃料回收钚，大多數(shù)核彈就是用這種钚制造的。泰拉能源說，因為有那么多的鈾-238可用，沒有理由使用钚。

泰拉能源首席執(zhí)行官約翰?吉爾蘭德（John Gilleland）說，沒有核武器的國家仍然需要許多電力，“我們樂見他們建造核電廠，讓我們晚上能睡得著覺。”

沒有人不認為這是極其長期的賭注。即使樂觀主義者也認為，這種技術恐怕至少要到2030年才能商用。還不清楚那時會不會還要與風電、太陽能、天然氣或其他什么技術競爭。即使這種理念能商用化，還不清楚泰拉能源能否首先能成功。

為蓋茨工作的工程師們承認存在這樣的挑戰(zhàn)。但他們深信，他和他們追求的不僅僅是能源和防止核擴散、而且是緩解氣候變化和消除貧困的辦法。

2010年，蓋茨在一次講話中介紹他的反應堆理念時說，“如果你只能選擇一件事來減少‘消除貧困’的代價，目前你就選擇能源”。談到受能源生產(chǎn)發(fā)射二氧化碳造成洪水、干旱和農(nóng)作物歉收等殺手，他用一張小學生在路燈下做家庭作業(yè)的照片為例說明他的意思，并補充說，“對于這些人，能源和氣候是極端重要的，實際上，對他們比對這個星球上的其他任何人更重要。”

泰拉能源公司運營高級副總裁道格?阿德凱森（Doug Adkisson）說，蓋茨對核電及它能做的事有“非常人道主義而又非常冷酷的評價”。他說，促使他走向核電的是質(zhì)疑：“為提高許多許多人的生活標準，你有什么，你能做什么？”

盡管困難重重，外部的某些專家稱贊蓋茨的嘗試。

諾貝爾物理獎得主伯頓?里克特（Burton Richter）說，“如果你有大量金錢，你有什么理由愿意做不是典型風險投資家要做的那種長期賭注？”他說，“標準風險資本世界里20年的事情很難辦。”他補充說，像泰拉能源公司籌資的這種項目，是更典型的政府或主權財富基金項目。

伙伴們說，蓋茨參加的泰拉能源公司一小時的會議，有時成了五個小時的會…

在貝爾維尤，泰拉能源公司是高知發(fā)明公司的“副產(chǎn)品”，而后者是與梅爾沃德共同創(chuàng)辦、重點是發(fā)明新產(chǎn)品和新技術的公司。其間為求生存的農(nóng)民改善了種子，為在沒有電力的地方使疫苗冷藏幾個星期找到了辦法。但批評者稱它為專利“地痞”，因為它購買大量技術專利檔案并利用這些檔案…

泰拉能源的雇員們與高智發(fā)明公司在同一個建筑物里上班，后者包括一個飼養(yǎng)蚊子的房間，一個開發(fā)新方法準備和保存食物的試驗廚房，以及手工制造的高精度儀器，用來測量核燃料樣品的細微末節(jié)…

泰拉能源的反應堆設計與現(xiàn)在商用反應堆根本不同。現(xiàn)在的反應堆用鈾-235濃縮物，而泰拉的反應堆用的是全世界留下的幾十萬噸非常純的鈾-238。

泰拉能源面對的一個最大挑戰(zhàn)是，鈾原子在堆內(nèi)裂變時釋放的粒子即中子損壞反應堆的金屬部件。在現(xiàn)在的反應堆內(nèi)，這個問題是可控制的，因為燃料停留在原位不動不超過六年，能經(jīng)受得住中子的轟擊；而假定泰拉能源的燃料要停留在原位30年不動…

“最大問題是腫脹”，物理學家、泰拉能源公司技術開發(fā)主任凱萬?韋弗（Kevan Weaver）說。“中子把一個原子擊出晶格，留下一個空穴；于是空穴合并形成空隙，而后使部件腫脹。”

所以，泰拉能源的工程師正在實驗不同類型金屬在不同溫度下的性能。今年12月他們將把幾千個樣品裝入俄羅斯一個反應堆內(nèi)，用泰拉能源的反應堆會有的相同能量的中子輻照六年。10年結束時，他們將看到金屬的強度怎樣改變，預測這種金屬是否能幸存30年。

另一個問題是鈾裂變時某些碎片是氣體?，F(xiàn)在的燃料內(nèi)，這是可容忍的；但沒有燃料包殼能忍受積累30年。

設計反應堆的堆芯是另外的問題。泰拉能源的工程師稱之為“行波堆”，因為鈾-238轉(zhuǎn)換為钚并可裂變的區(qū)域就像個穿過堆芯的“波”…

然而，設計師每次改變他們使用金屬的厚度或類型，中子流也要改變；而且堆芯30年壽期那么長，裂變產(chǎn)物存量中某些產(chǎn)物吸收中子也會改變，因為某些不穩(wěn)定的物質(zhì)發(fā)出輻射，自身嬗變?yōu)榱硗獾哪撤N物質(zhì)。

為使中子“旅行”速度對廢鈾轉(zhuǎn)換為钚燃料“最佳”，反應堆用鈉而不用水慢化中子并攜帶有用的熱能。但熱鈉與空氣接觸會燃燒…

在把廢鈾轉(zhuǎn)換為能源的反應堆“追逐”中，泰拉能源并不孤獨；如果這樣的概念能商用化，蓋茨或許不是第一個這么做的。美國通用原子（GA）公司在核電方面有幾十年的經(jīng)驗，正在根據(jù)同樣的基本原理，追求所謂的“能源放大器”反應堆模塊。GA公司總部在圣迪亞戈，用氦氣作冷卻劑而不是鈉，潛在地簡化了某些問題。

（談到“能源放大器”的工作原理），GA公司高級副總裁約翰?帕門陶拉（John Parmentola）說，“你剛剛得到的，就讓它燃燒并使之消失。”

像泰拉能源一樣，GA公司正在向中國人獻殷勤。

附注：1. MATTHEW L.WALD, Atomic goal: 800 years of power from waste, New York Times, 2013-09-24

2. Michael del Castillo, Bill Gates’ TerraPower races to generate safe power, in China, Upstart Business Journal, September 26, 2013

3. TWR - UxC: SMR Design Profile，Sep 20, 2013