美國當?shù)貢r間9月22日下午15點，在西雅圖召開的中美省州合作研討會上，中國核工業(yè)集團公司（簡稱中核集團）與美國泰拉能源公司（簡稱泰拉能源）簽署了行波堆合作文件。

　　對于泰拉能源董事長比爾·蓋茨來說，此次的合作簽署終于完成了他6年來的心愿，為第四代核電技術(shù)找到了試驗田。

　　?資料顯示，泰拉能源成立于2006年，位于華盛頓州的Bellevue(貝爾維尤)。該公司由比爾·蓋茨參與投資創(chuàng)立，并親自擔任董事長，其聯(lián)合創(chuàng)始人之一是微軟前CTO Nathan Myhrvold，主要致力于研發(fā)一種新的核電技術(shù)行波堆，并計劃于2020年前后制造出一臺600MW的TWR反應堆模型。

　　那么問題來了...行波堆技術(shù)是什么？

　　據(jù)了解，行波堆（Traveling Wave Reactor)是一種滿足四代核能技術(shù)要求和安全標準的金屬燃料鈉冷快堆，采用鈾鋯合金燃料，換料周期長并并可以大量使用貧鈾，機組可利用率設計值高于90%，具有高效利用鈾資源、減少乏燃料卸出量等優(yōu)勢。

　　行波堆這一理論最早于1958年由物理學家范伯格提出，后來Intellectual Ventures公司獲得了該技術(shù)的專利。傳統(tǒng)核反應堆都需要添加核燃料并產(chǎn)生核廢料，行波堆卻可直接利用核廢料進行再焚燒。行波堆在形成核裂變后，推動中子往復燃燒，形成行波狀，因此得名。 與其他四代核電技術(shù)相比，行波堆甚至可以直接利用廢棄的鈾以及只需簡單轉(zhuǎn)化的核廢料，完全封閉運行100年。它因此被稱為“第四代”或者“四代半”技術(shù)。

　　圖為中核集團錢智民總經(jīng)理與比爾·蓋茨合影

　　比爾·蓋茨在協(xié)議簽字結(jié)束后應邀發(fā)言時說，行波堆是泰拉能源將與中核集團聯(lián)合開發(fā)的第四代核能技術(shù)，雙方的合作將為中國和全球的清潔能源做出貢獻。

　　值得注意的是，這是中美兩國政府在1985年簽署核能合作協(xié)議30年以來，首次授權(quán)雙方企業(yè)聯(lián)合開發(fā)新一代核能技術(shù)，行波堆技術(shù)研發(fā)和實現(xiàn)規(guī)模化建設將有利于促進核能產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級和可持續(xù)發(fā)展，為大力發(fā)展清潔能源和化石能源減排做出新貢獻。

　　據(jù)悉，中核集團目前正在籌建一個在理念上與行波堆非常相似的第四代“快堆”核電示范項目，即福建霞浦快堆核電示范項目。該示范項目計劃在2017年底投入建設。項目功率為60萬千瓦，目前正在進行相關(guān)招標。它有望成為中國首個快堆核電示范工程項目。

　　多位業(yè)內(nèi)專家認為，第四代核電技術(shù)商業(yè)化之路依然漫長，需要解決安全性與經(jīng)濟性的平衡等諸多問題，至少要花二三十年的時間。

　　諸多國家拒絕行波堆合作,為何中國肯？

　　據(jù)了解，比爾蓋茨為了能為行波堆尋找試驗田可謂費盡心血，在世界多個國家活動，但進展并非順利。

　　中國工程院院士、中國核工業(yè)集團公司快堆首席專家徐銤透露說，“法國 、日本 、印度和韓國等國都先后拒絕了其合作要求?！?/p>

　　有專家表示，上述國家拒絕合作的主要原因在于其電力消費新增需求較小，不再需要新建大的電源工程項目，單靠小型新能源項目就可以滿足，而核電項目裝機規(guī)模比較大，投資也很大，需要較強的資金能力。相比之下，中國新增電力需求較大，未來能源的清潔化在很大程度上主要靠核電，核電的技術(shù)類型也比較多，在綜合考慮下，最終選擇愿意同泰拉能源合作，進行實驗。

　　蓋茨為行波堆多次來中國

　　早在2009年11月5日，蓋茨就為行波堆技術(shù)專程來到了中核集團中國原子能科學研究院，了解中國實驗快堆的情況。此外，他還見到了時任國家能源局局長的張國寶和時任中核集團科技委副主任黃國俊以及時任國家核電董事長王炳華 。最終，泰拉能源與國家核電簽訂了一份備忘錄，就行波堆和其他先進核能技術(shù)開展技術(shù)交流與協(xié)作，并“推動雙方企業(yè)和中美兩國在核能領(lǐng)域的進一步合作”。隨后，泰拉能源向國家能源局提交了一份合作計劃建議書。

　　2010年7月25日，比爾·蓋茨向中國原子能科學研究院發(fā)來賀信，祝賀中國實驗快堆首次臨界，“我堅信你們會繼續(xù)走向成功，同時在先進核能技術(shù)領(lǐng)域?qū)龀鼍薮蟮呢暙I?！?/p>

　　2011年6月9日，孫勤和副總經(jīng)理余劍鋒會見了美國泰拉能源公司董事長比爾·蓋茨一行，雙方就中核集團和美國泰拉能源公司能源領(lǐng)域合作進行了洽談。

　　2011年12月2日，中核集團總經(jīng)理孫勤在2011中國年度管理大會上發(fā)言時透露，比爾·蓋茨與中國核工業(yè)集團正聯(lián)合開發(fā)核能?！氨葼枴どw茨最近在干什么？比爾·蓋茨在干核能，而且他干得很深了，他跟我們一起研究了一個新型反應堆，和中核集團聯(lián)合開發(fā)?！?/p>

　　2014年6月18日，中核集團董事長孫勤在北京會見了比爾˙蓋茨一行。

　　2015年2月9日，他以美國泰拉能源公司創(chuàng)始人兼董事長的身份在北京與國家發(fā)改委副主任努爾·白克力就全球核能發(fā)展、中美行波堆合作等事宜深入交換了意見。同日，比爾·蓋茨還與中核集團董事長孫勤進行接觸。第二天，國務院副總理汪洋在努爾·白克力的陪同下接見了蓋茨。

　　蓋茨大叔談行波堆技術(shù)展望

　　蓋茨大叔早在2013年接受《中國核工業(yè)》雜志采訪時詳細陳述了行波堆對未來核能技術(shù)以及全球能源經(jīng)濟的預期影響?；卮饍?nèi)容如下↓↓↓

　　"因為意識到對于一種安全、可再生、可靠的核能技術(shù)的需要，我們在2006年創(chuàng)立了泰拉能源，即使今天的核電站設計已經(jīng)被證明是非常安全的，我們?nèi)韵Ｍ軌蜃屗影踩?/em>

　　為了使所有國家都能夠利用核能，我們也希望可以解決核能長期以來成本較高、鈾燃料難以獲得，以及對于核武器擴散的擔憂等問題。我們還希望解決如何處理已使用過的核燃料的問題。為了實現(xiàn)我們所有的目標，我們評估了所有已在理論上被研究和討論過的核反應堆類型。然后，我們選擇了行波堆，并創(chuàng)立了泰拉能源來發(fā)展這項技術(shù)。

　　在過去的幾年中，我們在推動行波堆的設計和工程方面，已經(jīng)取得了極大進展，超越了傳統(tǒng)的研發(fā)階段。我們已采納了從以前的參考電站汲取的經(jīng)驗教訓。我們通過最先進的分析和工程工具，將研究和電站操作經(jīng)驗結(jié)合起來，并利用了來自世界各地領(lǐng)先專家和機構(gòu)通過共同努力形成的成果。我們已完成核心的概念設計，并進展到工程設計階段。我們也已經(jīng)開始了許多關(guān)鍵材料和燃料的測試項目，以進一步增強對這一技術(shù)的信心。

　　我們希望，通過與合適的合作伙伴合作，我們可以快速進入到工程的詳細設計階段。此外，我們希望，通過結(jié)合合作伙伴和我們的優(yōu)勢，在2023年前成功建造行波反應堆的示范堆。

　　除了第四代反應堆設計中固有的安全性能提升，行波堆技術(shù)還能夠利用貧鈾并簡化燃料循環(huán)過程。它可以大幅減少核廢料，使乏燃料處置問題變得更簡單。最終，它甚至可以使用已經(jīng)使用過的輕水反應堆燃料，將其作為燃料來源，進而降低需要儲存的乏燃料的量。

　　鑒于所有這些原因，行波堆將會提高未來核電的經(jīng)濟競爭力，我相信這是一個有突破性的進展。通過我們與合作伙伴的通力合作，我們將實現(xiàn)向全世界提供安全、經(jīng)濟、環(huán)保和可持續(xù)的核能的目標。"

　　延伸閱讀:行波堆&蓋茨的理想　　

      2010年2月12日，比爾·蓋茨在TED大會上描述了他的理想：在今后五十年中，研究低污染和無污染能源技術(shù)，把二氧化碳的排放量降低到零。

　　比爾·蓋茨使用數(shù)學公式描述理想：Co2=P×S×E×C

　　其中，Co2是指二氧化碳總量，P代表人口(Population)，S代表服務(Service)，E代表能源(Energy)，C代表單位能源排放的二氧化碳數(shù)量(CO2 generated by each energy unit) 。

　　翻譯成中文就是：二氧化碳總量=人口×服務×能源×單位能源排放的二氧化碳量。

　　根據(jù)簡單代數(shù)知識可知，公式右端的任何一項乘數(shù)為零時，都能使左端二氧化碳總量為零。

　　比爾·蓋茨認為，“變零”的希望，可能就在行波堆這種新型核反應堆技術(shù)，該堆不同于現(xiàn)有商業(yè)化的堆，它可以把現(xiàn)在的核廢料當燃料用：一般的核反應堆通過燃燒鈾235來獲取能量，而鈾235在天然鈾中只占1%；相比之下，行波堆燃燒的則是天然鈾中剩下的99%，即鈾238。

　　如果行波堆能夠吃進去的是核廢料，產(chǎn)出來的是無污染能源，那真是一舉兩得。

　　內(nèi)容綜合自中核集團微信公眾號、21世紀經(jīng)濟報道、成都晚報

　　圖片源自中核集團微信公眾號

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