“反应堆”实探MIT核反应堆实验室，可产生6兆瓦热能，能模拟大型商业反应堆的条件

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来源：DeepTech深科技

在麻省理工学院的一座砖砌建筑里面，隐藏着一座核反应堆。十多年来，我一直听说这个设施的故事，在我的脑海中它有点神秘。所以我很兴奋终于在上周亲眼看到了它。

麻省理工学院的研究用核反应堆建于 20 世纪 50 年代，几十年来其用途发生了许多变化。在不同的时刻，它被用于研究从核物理学到医学治疗的一切，同时也被用于培育下一代核科学家。

但我最兴奋的是听到一个以能源为重点的项目，该项目旨在将新型反应堆技术变为现实。

虽然如今几乎所有的商业核反应堆都是用水冷却的，但越来越多的初创公司正在寻找将熔盐作为替代方案的方法。麻省理工学院的核反应堆实验室正在开发一个新的研究领域，该领域可能有助于阐明替代技术在多大程度上能够承受核反应堆内的恶劣条件。

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我旅行的第一站是前台，在那里我和团队的每个成员都拿起了一个个人辐射计数器来追踪任何潜在的辐射暴露。然后，我们交出了行李和手机，并收到了严厉的警告，不要触摸任何东西或离开领队的视线。

最后，我们穿过一组加固的金属门，进入了实验室。我们穿过一排排黄色的实验室外套，反应堆实验负责人兼领队大卫·卡朋特（David Carpenter）带我们参观了一些历史和基本事实。

这是目前美国运行的第二大高校核反应堆，产生约 6 兆瓦的热能。商业反应堆的容量往往在大约 3000 兆瓦（或 30 千兆瓦），是这个反应堆的数百倍。

这里科普一下：核反应堆由核裂变反应提供动力，铀原子在裂变反应中分裂。这是一种电离辐射，反应会产生中子，以及可以利用并转化为电的热量。

电网中使用的反应堆以蒸汽的形式产生热量并将其转化为电力。但对于这个研究反应堆来说，热量基本上是副产品，人们关注的重点集中在中子上。

麻省理工学院的反应堆在模拟大型商业反应堆的辐射条件方面，比大多数其他大学的研究设施要好。卡朋特说，由于这个原因该设施如今已被用于大量的工程研究和开发。

当公司在核反应堆内部或附近使用新材料或传感器之前，他们可以在研究反应堆的受控环境中，在类似的辐射、温度和压力条件下对其进行测试。样品可以直接放入堆芯，也可以在被称为“beam lines”的受控廊中接受辐射。

链式反应

当我们接近反应堆室的入口时，面对蓝色的大门，我有一种自己要被送往太空的奇妙感受。卡朋特完成一轮安全检查后，第一扇门打开，露出一个小气闸室和另一扇一样的蓝色大门。

我们在气闸室内等了几秒钟后，第二扇门打开了，反应堆终于出现在我们面前。虽然装有燃料的堆芯只有大约两英尺高（不到一米），但整个装置有几层楼高。

卡朋特带我们参观了反应堆，带我们看了 21 世纪初用来进行医学中子治疗的一个房间。这项研究已经失败了，所以现在这个空间正在进行改造。它的新目的将是测试熔盐冷却反应堆的各个方面。

早在 20 世纪 50 年代，熔盐就成为冷却反应堆的候选材料。随着水冷反应堆开始投入商业运行，人们对它的兴趣有所下降，但在 21 世纪初，包括麻省理工学院在内诸多机构的科学家重新启动了这项工作。

包括 Kairos Power 和 TerraPower 在内的几家初创公司正在努力将熔盐反应堆投入商业运营。这些公司正在建造冷却装置的试验系统，并正在寻求试验反应堆的许可。

麻省理工学院的实验室不会运行熔盐反应堆。不过，它将有助于收集更多关于该技术在现实世界中如何工作的数据。

该空间将允许公司和学术研究人员测试用于建造反应堆和单个传感器的小块材料，还可以测试一整套运行的泵和管道，以在电路中移动热盐，并观察所有东西对辐射的反应。

卡朋特在参观结束后的一封电子邮件中告诉我：“考虑到熔盐反应堆这一新行业目前的状况，我们仍然需要研究更多的基本功能。”

来自麻省理工学院和其他研究机构的数据，可能有助于确定熔盐装置将如何处理核反应堆内部的真实情况，预计这款设施会在 2024 年全面投入运行。

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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