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美国核聚变监管白皮书

2022-09-30 15:47来源:嘿嘿能源heypower关键词:核聚变核电站核能收藏点赞

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近日,美国核管理委员会(NRC)发布了一份外界期待已久的白皮书,题为“核聚变能源系统的许可和监管”。

1、核聚变白皮书

这份白皮书向委员们提出了监管核聚变能量装置的各种选择,建立一个明确的法律框架来适应核聚变行业发展,对于促进刚刚起步的美国核聚变产业在未来几年蓬勃发展至关重要。

白皮书的发布是这一进程中的一个重要的早期步骤。

2019年,美国国会通过了《核能创新和现代化法案》,该法案指示NRC制定条例,为先进核反应堆的新许可证申请建立框架。

这其中较为复杂的问题是,法律对“先进核反应堆”的定义包括裂变和聚变技术。鉴于与这两种技术相关的风险状况非常不同,在同一框架下对其进行共同监管可能没有意义。

(来源:微信公众号“嘿嘿能源heypower”作者:heypower)

2、聚变优势

裂变和聚变之间的区别很多:核聚变涉及原子核的聚变,而裂变涉及原子分裂。

如今,全球所有商业核电站都是裂变核电站,而聚变技术还不是商业上可行或经验证的技术。

与裂变不同,聚变不需要裂变材料。裂变材料包括钚-233或铀-235,这些材料同时也可用于生产核武器。

聚变电站也不可能出现熔毁情况。如果断电,聚变反应就会停止,而在裂变工厂,断电的情况下,裂变反应依然可以自我维持,最终导致难以控制的灾难性后果。

人们对聚变能的担忧,往往与控制操作过程中释放的放射性有关。

聚变工厂也可能产生一些放射性物质,如氚。

然而,NRC在其白皮书中指出,“核聚变装置的放射性释放和风险水平……普遍认为低于当前一代基于裂变的发电站”,并且“聚变设施产生的大部分废物由低放射性废物组成”。

3、设计与监管

在聚变行业内,存在多种设计方案。

反应堆可以依靠磁铁或激光器,可以设计的较大,也可以设计较小,利用各种不同的设计方案。

从监管角度来看,这种设计的多样性,可能会使问题变得复杂。由于没有一种经过实践检验的单一方法,一刀切的方法可能不适用于该行业。

白皮书提出了两种可能的选择,可以获得核聚变装置许可。

第一种是将其视为“利用设施”,其法律定义意味着,设备或装置生产的核材料,足以从国防和安全的角度考虑,或者更广泛地说,是对公共卫生和安全的考虑。

NRC在该选项的分类“pro”侧仅列出一项,即该机构已经在更新利用设施的法规。

因此,将核聚变纳入这一框架将意味着该机构的工作量减少,但这几乎不能证明它对该行业或国家过渡到更清洁的能源系统是最好的。

NRC工作人员还承认,“当前聚变能源系统的潜在危险似乎低于典型的利用设施”,这表明仅依靠此框架可能对行业没有多大意义。

第二个较为简单的方式是,根据“副产品材料设施”标准来管理聚变装置。

根据这个框架,NRC可以将聚变装置归类为“粒子加速器”,它与聚变装置有一些共同的特征。

第三种选择是其他两种选择的某种组合。这种方法最终可能会更加适合该行业,但也可能会变得复杂。

4、“自由”与“囚禁”

阅读白皮书可以清楚地看到,核聚变并不完全符合核装置的现行监管模式。这些现行监管模式都是几十年前建立的,而且主要考虑的是裂变技术。

目前,还没有明确的法律途径使商业聚变电站上线,试图将这项革命性技术纳入旧式核能监管制度的努力,看起来充满了漏洞。

技术专家亚当·蒂勒(Adam Thierer)指出,一些技术“诞生于囚禁之中”,从某种意义上说,在一些技术发展的一开始,它们发现自己容易受到旧制度监管,这种旧制度的监管目的要求也会与实际存在差异。

与此同时,也有一些其他技术“生而自由”,不受任何监管。因此,必须建立一个新的监管框架来适应它们。

加密货币可能是当今“自由”技术的一个例子,而聚变能则是“囚禁”技术的经典例子。

如果一些创新者碰巧在这一领域取得重大突破,监管制度可能需要数年时间才能赶上。

与此同时,竞争对手也会迎头赶上,先发优势也会丧失一些创新的动力。

在减少影响聚变产业的监管不确定性方面,NRC正取得稳步进展。

尽管该机构要到2027年底才能发布法规,但鉴于气候变化的紧迫性,进展应该是越快越好。

然而,即使建立了明确的监管框架,最终还是要依靠行业发展来证明其技术的未来性。


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