核反应堆「第一次心跳」：初创实现零功率临界，研发模式轻量化

编辑丨coisini

最近一段时间，「能耗之困」成了人工智能（AI）领域的热议话题，全球数据中心的电力需求呈爆发式增长。作为一种可扩展且安全的零碳能源，核能被认为是一种可靠替代方案。

一方面，科技巨头纷纷押注小型模块化反应堆；另一方面，初创公司在核反应堆研究上也有了新的进展。

最近，总部位于加利福尼亚的初创公司 Valar Atomics 宣布，已于太平洋时间 11 月 17 日上午 11 点 45 分实现「零功率临界」。这一成果源于 Valar Atomics 与阿拉莫斯实验室（LANL）的合作项目 NOVA。LANL 为实验提供了运行能力及一些关键技术支撑。

Valar Atomics 的创始人兼首席执行官 Isaiah Taylor 激动地说道：「Valar Atomics 成为历史上第一家成功分裂原子的初创公司。」

NOVA 项目

NOVA 项目由 Valar Atomics 与阿拉莫斯实验室内华达国家核研究中心（LANL NCERC）合作展开，将进行一系列针对高丰度低浓铀三元结构各向同性（HALEU TRISO）燃料堆芯的临界实验。

NOVA 项目建立在 NCERC 早期工作的基础上，包括 2024 年的 Deimos 临界装置实验。NOVA 堆芯的中心部分是一个石墨慢化、HALEU TRISO 燃料的核堆芯，由 Valar Atomics 建造，由 LANL 在 NCERC 的 Comet 临界装置上操作。该设计基于 Deimos 装置，并采用了经过验证的结构和测量组件。

图示：NOVA 核心渲染图。

实验将在未来几周内继续进行，以评估 Valar Atomics 高温气冷堆设计的中子学行为和关键性能特征。

NOVA 的配置紧密模拟 Valar Atomics 的 Ward250 堆芯，该堆芯计划根据美国能源部先进反应堆示范计划 (ARDP) 于明年开始带功率运行。NOVA 使用与 Ward250 相同的燃料、慢化剂和反应性控制方案，使 LANL 研究人员能够在 Ward250 带功率运行之前收集高保真中子学数据并验证 Valar Atomics 的物理模型。

图示：Valar Atomics 计划于明年 7 月部署的 Ward 250 核反应堆的效果图。

「零功率临界」意味着什么

在核裂变中，中子负责撞击铀等材料的原子核，原子核分裂会形成两个新的原子核。因为这种裂变过程存在质量损失，根据爱因斯坦质能方程，该过程会释放能量。原子核裂变过程中会释放出新的中子，而反应堆临界就是指核反应堆内中子产生率与消失率达到平衡，可以维持自持链式裂变反应的状态。

零功率临界，也称「冷临界」，是指核堆芯内的铀 - 235 发生自持链式反应，但未达到满功率运行温度，也未通过工质主动排出热量。零功率临界是核反应堆在带功率运行之前的基础里程碑。

零功率临界使 Valar Atomics 能够更深入地了解堆芯的中子学特性，并验证关于燃料、慢化剂、主动反应性控制和可燃毒物的假设。正如 Isaiah Taylor 所说：「零功率临界是反应堆的『第一次心跳』，证明了其物理原理的成立。」

NOVA 项目的成功为下一阶段的带功率测试运行铺平了道路，标志着 Valar Atomics 向商业化规模、工厂化制造的核反应堆迈出了决定性的一步。这些反应堆将为重工业、氢能生产以及 AI 时代的数据基础设施提供零碳能源。

研发模式「轻量化」

Valar Atomics 的成果之所以亮眼是因为它是一家初创公司。

今年 5 月，美国能源部正式启动「先进核技术加速试点项目」，并选出 11 家初创公司参与，重点支持 SMR、先进燃料等多个方面。为了推动企业在 2026 年 7 月 4 日前实现核临界，加速核反应堆商业化进程，该项目简化了监管流程、提供资金补贴、开放了先进资源。

以往，初创公司开展核反应堆研究面临着一道高门槛：其核临界测试必须申请美国核管会（NRC）的「商业反应堆许可」，申请过程平均耗时 3-5 年，阻碍了行业的创新。

随着 AI 基础设施逐步成长为「能耗巨兽」，传统能源结构已无力支撑其可持续发展。核能，特别是新一代先进反应堆技术，为破解此困局提供了规模化、清洁化的能源出路。

虽然达到零功率临界状态并不意味着反应堆已具备发电能力，但作为一家今年年初才真正起步的初创公司，Valar Atomics 这一成果属实值得关注。就在上周，Valar Atomics 宣布获得 1.3 亿美元融资。

从行业发展角度看，Valar Atomics 的成功预示着核反应堆或将走向研发模式轻量化：科技公司聚焦核心技术，大型实验室提供基础设施。这种研发模式不仅有望显著降低先进核能技术的时间成本，还将为 AI 等高能耗行业打下能源基础。

参考内容：

https://www.valaratomics.com/docs/Project-Nova

https://gizmodo.com/california-startup-claims-historic-first-in-fission-reactor-milestone-2000687547

https://finance.sina.com.cn/jjxw/2025-11-11/doc-infwyqee2209229.shtml?froms=ggmp

https://nnsa.mee.gov.cn/ztzl/haqshmhsh/hyfsaqkp/kptw/202406/t20240624_1076612.html

https://www.ccnta.cn/article/22697.html

https://x.com/isaiah_p_taylor/status/1990535382438719825?s=20