美國參議院最近通過了一項兩黨皆支持的基礎設施法案，核能倡導者們為該法案推出新的核反應堆計劃和優惠政策而歡呼雀躍。該法案撥款60億美元的資金，用于微型反應堆、小型模塊化反應堆和先進核反應堆的研制，重點是示范反應堆。

但這種慶祝可能會很短暫。美國在核能領域的領導地位——得益于國內先進反應堆系統的成功——如果沒有政府對強大研發基礎設施的持續承諾，注定要失敗。

這個基礎設施就是，多功能測試反應堆(VTR，Versatile Test Reactor)。VTR可以測試新型核反應堆，還可以測試建造和運行這些新反應堆所需的新燃料和材料。

INL(愛達荷國家實驗室)VTR(多功能試驗反應堆)項目示意圖。

美國先進的核反應堆開發商需要VTR才能成為國際標準的制定者，美國需要國內核市場的成功才能重新獲得失去的全球領導地位。

遺憾的是，繼參議院撥款委員會之后，眾議院取消了多功能試驗反應堆項目的資金。正如國會議員韋伯(德克薩斯州)在眾議院慨嘆，“2022年撥款法案沒有提供任何資金。什么都沒有，卻還要保持多功能試驗反應堆項目按預算和按計劃進行。”

無論是俄勒岡州的NuScale Power將建造美國第一座小型模塊化反應堆，加拿大的陸地能源公司將建造新的整體熔鹽反應堆(IMSR)，甚至是雷德蒙德的Helion Energy、西雅圖的CTFusion或加拿大的General fusion等新的聚變反應堆公司，新的核設計都確實令人驚嘆。

有些設計比其他設計走得更遠，但所有這些都是偉大的設計，將改變這個星球的發電方式，無論是在北極或撒哈拉等惡劣氣候下供電，還是為谷歌和亞馬遜等大型服務器農場供電，為支持工業和海水淡化，或只是生產持續千年的全天候可靠的清潔低碳電力。

唯一的問題是——它們是否能及時做好準備，以緩解全球變暖的最糟糕局面?

如果沒有長期支持示范反應堆的基礎設施，我們可能看到第一批先進系統成功運行……然后就無法實現廣泛的適應性改造和成本降低以進行漸進的和必要的改進。

去年12月，國會通過了《2020年能源法案》(the Energy Act of 2020)，認識到解決快中子測試的研發差距至關重要。這是一項兩黨法案，提出了先進核能的變革愿景。2020年能源法案授權3.48億美元用于2022財年的VTR。

這對核專業人士來說并不意外。 美國核學會在《美國核研發勢在必行》報告中簡潔地指出:“決策需要數據。VTR 通過允許對先進核燃料、材料和組件進行加速測試來提供這些數據。”

事實上，對VTR的需求得到了一系列活躍在能源、氣候和國際領域的非政府組織的支持，例如美國核學會(American Nuclear Society)、兩黨政策研究所(the BiPartisan Policy Institute)、清潔空氣工作組(Clean Air Task Force)、愛迪生電氣研究所(Edison Electric Institute)等。每個組織都認識到 VTR 對于維持美國在先進核能領域的領導地位至關重要。

為什么需要VTR ?

VTR 支持美國在全球研發基礎設施方面保持競爭力。美國先進的核能開發商將繼續在成功示范的基礎上進行創新，以提高效率和市場，并通過實驗創造更好和更持久的燃料和材料。

(容量系數是指某一特定時間內的凈發電量與同一時期內連續全負荷運行時產生的能量之比。換句話說，它是一種衡量能源可靠程度的指標。)

你甚至可以從時間軸上看到它的趨勢。眾所周知，核能是迄今為止所有其他能源中容量系數最高的能源，但情況并非總是如此(見上圖)。實現這一目標需要持續的時間和努力以及政府對研發的投資。

現在我們需要投資研發快中子能力，使先進的核系統再次實現這一目標，并重新獲得美國在核能領域的領導地位。

俄羅斯在先進核技術上“搶先一步”

國際燃料和材料的其他快中子試驗堆在俄羅斯。美國公司如果想直接使用俄羅斯的快中子試驗反應堆Bor-60，面臨許多障礙，包括知識產權保護、安全和保障控制以及實驗過程的透明度。

但泰拉能源(TerraPower)最近宣布在懷俄明州展示其 Natrium™鈉冷卻快速反應堆，已使用Bor-60測試反應堆進行材料輻照。因此，TerraPower在大力支持多功能試驗反應堆方面處于獨特的地位，公司表示:“在美國開發這種試驗能力對快速反應堆的長期成功至關重要，有助于降低資本、運營和生命周期成本。”

目前，估計核能出口市場每年約為5500億至7500億美元，預計到2050年將增長兩倍。與錯過市場機會同樣令人擔憂的是，美國放棄其外國領導地位的地緣政治現實。

另一方面，中國的HTGR(高溫氣冷)球床反應堆，近期開始裝載燃料，中國可能是未來真正的競爭對手。

直到最近，美國在制定民用核安全標準以及限制鈾濃縮和再處理技術擴散方面有著強有力的發言權，因為在競爭激烈的全球反應堆和燃料循環服務市場上，美國公司是首選供應商。美國在民用核能領域的領導地位促成了制定國際核安全標準的國際原子能機構 (IAEA) 和負責協調出口管制政策的核供應國集團 (NSG) 的成立。

但隨著美國影響力的減弱，俄羅斯和中國的國有企業迅速占了上風。俄羅斯國有核能機構俄羅斯國家原子能公司(Rosatom)目前擁有世界上最大的外國投資組合——在12個國家處于不同實施階段的35臺發電機組——并監管著全球16%的核燃料市場。與此同時，隨著今年1月華龍一號核電站的建成投產，中國在民用核能領域實現了自力更生的目標。中國目前在巴基斯坦建造出口型的華龍一號——HPR1000，并在阿根廷就另一個項目進行談判。

俄羅斯和中國可以為客戶國家提供從融資到退役的全套核電系統。這些核能出口使伙伴國家形成了100年的戰略關系，涵蓋核反應堆的建設、運營和退役，然后影響客戶的核法規。俄羅斯和中國正在亞洲、東歐和南美培育這種關系。

這就是為什么大西洋理事會，最近呼吁為VTR提供資金:“VTR對于實現先進反應堆及其所需燃料的創新和廣泛商業化至關重要。如果美國現在放棄在核能領域的全球領導地位，那么它就不太可能重新獲得世界最大核能技術出口國的地位，美國將失去影響全球核安全和核不擴散標準的能力。”

形勢嚴峻，但可以挽救。國會需要恢復對 VTR 的 2022 財年資金。