▲“冥王星”核动力巡航导弹
要知道核反应堆在运行时会产生巨大的热量,需要有效地控制温度来确保系统正常运转。对于小堆来讲,由于体积较小,相对表面积较大,导致散热不足的问题更加突出,对冷却系统是一个相当大的考验。
而且小堆需要使用耐高温、抗辐射材料来承受高温和辐射的影响,这些材料需要具有良好的机械性能和化学稳定性,并且需要耐受剧烈变化的温度和压力,要想制造这种使用条件极其苛刻的材料,也是一个很大的难题。
此外,小堆通常需要更高的燃料浓度和反应速率,这也就意味着安全装置要承受更大的压力,也更容易受到外界干扰,这就需要更紧密的监控和控制,以及额外的安全措施来以避免事故发生。
再说了,现在世界上都是大堆,小堆的研发和建设成本相对较高,而且规模较小,尤其是这种投入商用的小堆,必须在经济性上能跟大堆有得一拼,所以就需要在经济方面进行深度的设计和优化,以确保其竞争力和可行性。
像美国是世界上最早发展核电技术的国家之一,并且掌握核反应堆小型化,国内的核电规模占比也非常高。
跟美国相比,中国核电起步晚得多,并且还一度依赖于美国的技术,用于核反应堆的C型密封环,中国就需要从美国手中引进,一个就高达300万,而且还需要做到定期更换,等于是给美国送钱。
2000年的时候,美国牵头法国、日本、英国等核电发达国家成立Gen-IV(第四代)国际论坛,其目标是在2030年左右向市场推出第四代核反应堆,他们唯独把中国排除在外。
然而,中国速度却让他们的如意算盘落了空。主流的小堆可供选择的一共有六种技术方案,这六种方案在反应堆运行温度和冷却方法上各不相同。