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美国核能管理委员会仅允许核反应堆运行40年,但已有人探索延长到100年

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衰老很可怕。随着年龄的增长,有很多事情你可能再也无法做到,也很难跟上时代的变化。核反应堆也不例外。

世界各地核电站反应堆的平均使用年限正在攀升。在美国,正在运行的反应堆比任何其他国家都多,截至 2023 年,平均反应堆寿命为 42 年。欧洲近 90% 的反应堆已经运行了 30 年或更长时间。

出于经济压力,较旧的反应堆尤其是较小的反应堆,已经被大量关闭,特别是在拥有廉价天然气等其他廉价电力来源的地区。但旧的核反应堆仍然可以继续运行很久。

美国密歇根州一家核电厂于 2022 年关闭,但它的新老板现在正努力重启它。如果重启成功,该工厂或许可以运行 80 年(总年限)。

还有一些其他反应堆的运行许可延长了 20 年。延长现有核电站的使用寿命有助于减少排放,而且通常比建造新核电站更便宜。那么,我们期望核电站能运行多久呢?

在美国,核能管理委员会(NRC,Nuclear Regulatory Commission)允许核反应堆运行 40 年。但核反应堆的运行时间肯定比这更长,很多发电站都是这样。

非营利智库核创新联盟的研究主任帕特里克·怀特(Patrick White)说,40 年的使用许可并不是为了给核电站的寿命设定终点。

相反,他说这是为了确保电厂能够运行足够长的时间,以收回建设它们所用的投资。

美国核能管理委员会已授予大部分现有核电厂 20 年的许可证延期,使其能够运行 60 年。现在,一些电厂运营者正在申请延期更久。

少数几个反应堆已经被批准运行 80 年,其中包括美国佛罗里达州土耳其角核电站的两个机组。不过,像这样的延期并不容易拿到。

此后,美国核能管理委员会撤回了一些批准,并要求之前批准的几个地点使用更近期的数据进行额外的环境审查。

怀特说,虽然目前世界上运行最久的反应堆只有 54 年,但已经有早期研究在探索如何将寿命延长到 100 年。

事实是,核电站的组件几乎没有真正的使用年限。水冷却系统和支持基础设施中的泵、阀门和热交换器等设备都可以进行维护、维修或更换。

随着技术的进步,它们甚至可以升级到最新款,以帮助发电站更高效地工作。

麻省理工学院核工程教授雅各布·布翁吉奥诺(Jacobo Buongiorno)说,两个主要部件决定了核电站的寿命:反应堆压力容器和安全壳。

反应堆压力容器是核电站的核心,包含反应堆堆芯以及相关的冷却系统。该结构必须使反应堆堆芯在高温高压下保持运行而不泄漏。

安全壳是环绕着核反应堆的一个外壳。它是气密的,并且会在紧急情况下阻止放射性物质溢出。

这两个部件对核电站的安全运行至关重要,而且通常过于昂贵或难以更换。布翁吉奥诺说,因此当监管人员审查延长发电厂寿命的申请时,他们最关心的是这些部件的状况和寿命。

目前,研究人员正在寻找新方法来解决可能使一些发电厂(暂时)关停的问题,比如美国俄亥俄州一家发电站的反应堆部件被腐蚀,导致工厂关停了两年。

监测核电站内材料的新方法,以及抗降解的新材料,可以帮助反应堆更安全、更长时间地运行。

延长核电站的使用寿命可以推动清洁能源的普及,帮助世界实现气候目标。


(来源:AI 生成)

在一些地方,关闭核电站可能会导致更多的碳污染,因为填补这一缺口需要重新使用化石燃料。

2021 年,当纽约关闭其印第安角核电站时,天然气的使用量激增,导致温室气体排放量上升。

德国在 2023 年关闭了最后一座核反应堆,该国的排放量已降至历史新低,尽管一些专家表示,这一下降主要与经济放缓有关,而不是与风能和太阳能等可再生能源的普及有关。

根据国际原子能机构的一份报告,将全球核电站的寿命延长 10 年,将在未来几十年为电网增加 26000 太瓦时的低碳电力。

这加起来大约相当于当前全球一年的电力需求,或许有助于在世界扩大低碳发电能力的同时减少排放。

因此,当我们清理电网时,或许要更重视那些运行了很久的发电站,也包括核反应堆。

作者简介:凯茜·克龙哈特(Casey Crownhart),是《麻省理工科技评论》的气候记者,专注于可再生能源、交通以及技术如何应对气候变化。她还曾是一名自由科学和环境记者,为 Popular Science 和 Atlas Obscura 等媒体撰稿。在从事新闻工作之前,她是一名材料科学的研究员。

支持:Ren

运营/排版:何晨龙



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