初创公司开发3D打印钍微反应堆模块,每个单元提供30MW产能,设计用于AI数据中心30年自主运行。
美国初创公司Ampera在佛罗里达州棕榈滩花园举办的活动中展示了其声称为首个3D打印核反应堆模块,现场有超过100名当地官员、商界领袖和员工参加。该原型微反应堆采用全3D打印碳化硅反应堆堆芯和压力容器,设计用于为数据中心、国防应用和离网站点提供可扩展的零排放电力。
创始人兼首席执行官Brian Matthews将这一进展称为大规模生产核能的基础。他表示:"这种下一代核心和压力容器为工厂制造、大规模生产的核能奠定了基础。所使用的先进技术和增材制造展示了新核技术以加快速度进入市场的明确商业路径。"
Ampera正在开发一种亚临界、固态、工厂制造的钍基反应堆。亚临界设计防止了电力失控,因为燃料本身无法维持核链式反应。与液体燃料不同,该设计采用固体TRISO颗粒——含有钍的三结构各向同性燃料芯体,被多层陶瓷和碳层包围。
钍-232本身不可裂变。当它吸收一个中子时,它通过钍-233和镤-233衰变成可裂变的铀-233。这个过程需要外部中子源,Ampera通过专有的中子驱动装置提供中子以启动和维持运行。6月,Ampera宣布成立澳大利亚子公司以确保钍供应,并表示计划在国内生产TRISO燃料芯体。Matthews表示:"钍是超安全、清洁电力生产的未来。通过在美国生产TRISO钍燃料芯体,我们可以确保在扩大规模时获得充足的燃料供应,同时最小化价格波动风险。"
反应堆的核心是一个球形单体陀螺仪堆芯——一种复杂的形状,相对其体积提供了巨大的表面积,非常适合热传递,但难以用传统方法制造。增材制造解决了这一难题。碳化硅堆芯设计可运行长达30年而无需补充燃料。
Ampera计划的系统将根据配置提供15或30 MWe的电力,足以为典型数据中心供电,更大容量的配置也在开发中。被问及可用时间时,公司表示:"我们预计系统的发电部分最早将在2027年可用,核模块将在2030年左右根据监管批准向客户提供。"该公司拒绝透露其中子驱动装置如何产生启动和运行所需中子的细节。
除了数据中心外,如果Ampera能交付可靠的工作反应堆,国防客户将是潜在市场。今年早些时候,美国空军部宣布正在为其三个站点探索微反应堆,作为改善电网中断期间能源韧性计划的一部分。