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Aalo Atomics核反應堆在美國國家實驗室實現臨界,成為第四座獲批先進反應堆

2026年07月07日 首頁 » 熱門科技

美國能源部於7月6日宣布,Aalo Atomics公司的Aalo-X臨界測試反應堆(CTR)——代號"第一道光計劃"——已在愛達荷國家實驗室(INL)成功完成零功率燃料臨界演示,成為能源部反應堆試點計劃框架下第四座實現臨界的先進反應堆。

Aalo公司透露,該臨界測試反應堆於美國東部時間7月4日凌晨12時20分正式達到臨界狀態,使能源部超額完成了14301號行政令設定的目標——該令要求在2026年7月4日之前至少批准三座反應堆實現臨界。

能源部長克里斯·賴特表示:"川普總統要求在美國建國250周年之際讓三座先進反應堆獲得授權並實現臨界。我很高興地宣布,通過Aalo、INL和能源部的共同努力,我們不僅完成了任務,而且達成了四座!"

在Aalo之前,Antares Nuclear公司的Mark-0反應堆於6月4日在INL實現臨界,Valar Atomics公司的Ward 250反應堆於6月18日在猶他州聖拉斐爾能源實驗室實現臨界,Deployable Energy公司的Unity反應堆於6月30日在INL實現零功率臨界。Aalo因此成為一個月內第四座獲得能源部授權並實現臨界的先進反應堆。

Aalo總裁兼首席技術官亞西爾·阿拉法特解釋道:"臨界並非核裂變的誕生,而是反應堆不再依賴外部中子源就能維持鏈式反應的那一刻。"在反應堆物理學層面,Aalo的臨界測試反應堆從次臨界狀態(k

阿拉法特表示:"核能領域最難的問題從來不是物理原理,而是我們的國家忘記了如何建造。能源部反應堆試點計劃的成功證明,美國依然能夠付諸實踐。"他還指出,Aalo"從破土動工到實現持續鏈式反應僅用了八個月",稱其為"美國現代史上最快的反應堆建設之一"。

在2024年6月24日的INL現場參觀中,阿拉法特向媒體介紹,臨界測試反應堆項目旨在驗證四個關鍵執行問題:公司能否快速建設核設施、工廠化製造反應堆硬體、建立可重複的燃料供應路徑,以及在能源部授權下建立運營組織。此次臨界裡程碑是Aalo-X整體項目的重要技術節點,該項目將分階段從零功率反應堆物理研究推進至鈉系統測試、滿功率運行、發電,最終實現Aalo商業化Pod配置的部署。

Aalo-X設計採用低濃縮鈾二氧化物燃料、石墨慢化和液態鈉,產生熱中子譜。其主反應堆容器採用混合迴路-池式結構,將堆芯、控制棒、泵和熱交換器封裝在單一密封罐中,二次鈉迴路將熱量傳至蒸汽發生器,確保水與放射性主鈉迴路隔離。

Aalo首席執行官麥特·洛薩克表示:"實現臨界是我們迄今為止最重要的里程碑,為Aalo Pod在獲得核管理委員會授權後為商業數據中心供電鋪平了道路。更重要的是,Aalo-X臨界測試反應堆與我們的商業反應堆採用相同的全尺寸堆芯部件。Aalo-X的10兆瓦電力設計使其成為現代數據中心的理想電力提供方案。"

臨界測試反應堆的燃料供應同樣是關鍵組件測試的重要內容。Aalo表示,該反應堆的燃料棒由GE Vernova旗下核燃料部門全球核燃料公司(GNF)製造,並於今年4月初交付現場。臨界測試反應堆使用濃縮度為4.95%的鈾二氧化物燃料,而商業反應堆預計將使用濃縮度在5%至8%之間的標準鈾氧化物燃料,而非高純度低濃縮鈾(HALEU)。

在臨界測試反應堆附近,Aalo正在組裝Aalo-0——一套全尺寸非核原型系統,設計用於在運行條件下循環約2.7萬千克鈉,並測試熱傳輸和功率轉換系統。該系統的模組在公司奧斯汀製造工廠建造後運抵愛達荷州,預計於2026年秋季投入調試運行。

下一個重大項目是Aalo-X全功率示範核電站,這是一座30兆瓦熱功率/10兆瓦電功率的鈉冷示範核電站,同樣位於INL,已獲得能源部反應堆試點計劃授權。Aalo計劃利用臨界測試反應堆和Aalo-0的數據支持2027年的建設與許可申請,並於2028年完成運行與安全機制示範。該示範項目旨在驗證10兆瓦電力Aalo-1反應堆,為公司的商業化50兆瓦Pod奠定基礎——該Pod將由五台10兆瓦反應堆共用一台汽輪機。

本周,Aalo宣布已開始建設其第二座核反應堆,位於INL園區Aalo-X測試反應堆旁邊。該系統代號"升騰計劃",公司表示將"在未來數月內為現場數據中心生產電力"。此外,Aalo近期還宣布與微軟和英偉達AaloAtomics核反應堆在美國國家實驗室實現臨界成為第四座獲批先進反應堆展開合作,為核反應堆機群的自動化協同駕駛系統奠定基礎,有望徹底改變核反應堆機群的安全運營方式。

Aalo的終極商業產品是Aalo Pod,這是一套50兆瓦電力的鈉冷核電站,由五台10兆瓦反應堆共用一台汽輪機構成。公司將其定位為面向AI數據中心的"自備電源"解決方案,無需依賴電網供電。該系統可在工廠預製,初始系統壽命為40年,占地約2公頃,並通過鈉冷卻和空冷冷凝器設計實現無需本地水資源的運營。

在此次批量臨界達成之前,整個6月,能源部授權項目已在不同反應堆概念、不同地點、不同燃料和授權路徑下相繼實現臨界。Antares Nuclear公司的Mark-0反應堆於6月4日在INL實現臨界,成為能源部反應堆試點計劃下首座實現臨界的先進反應堆,採用高純度低濃縮鈾TRISO燃料和鈉熱管冷卻方案。Valar Atomics公司的Ward 250反應堆於6月18日在猶他州聖拉斐爾能源實驗室實現臨界,是首座在國家實驗室體系以外實現臨界的反應堆試點項目,採用TRISO燃料的模組化高溫氣冷堆(HTGR),使用氦冷卻劑。Deployable Energy公司的Unity反應堆則通過能源部核能發射台計劃(而非反應堆試點計劃)於6月30日在INL實現零功率臨界,從項目啟動到反應堆交付、燃料交付並具備臨界條件僅歷時約150天。

Q&A

Q1:Aalo-X臨界測試反應堆實現臨界意味著什麼?

A:臨界是指反應堆不再依賴外部中子源就能自持鏈式反應的狀態,即中子倍增係數k=1。對Aalo來說,這是Aalo-X項目迄今最重要的技術里程碑,標誌著反應堆物理驗證完成,為後續滿功率運行、發電及最終商業化部署奠定基礎。Aalo從破土動工到實現臨界僅用了八個月,被認為是美國現代史上最快的反應堆建設之一。

Q2:Aalo Pod是什麼?它和數據中心有什麼關係?

A:Aalo Pod是Aalo Atomics的終極商業核電產品,由五台10兆瓦電力鈉冷反應堆共用一台汽輪機組成,總電力輸出50兆瓦。其設計針對AI數據中心,可實現工廠預製、無需依賴電網,採用鈉冷卻和空冷冷凝器,占地約2公頃。Aalo將其定位為數據中心的"自備電源"方案,目前正與微軟和英偉達合作探索自動化運營系統。

Q3:Aalo-X反應堆用什麼燃料?與高純度低濃縮鈾有何區別?

A:Aalo-X臨界測試反應堆使用濃縮度為4.95%的鈾二氧化物燃料,由GE Vernova旗下的全球核燃料公司(GNF)製造。而未來的商業反應堆預計使用濃縮度在5%至8%之間的標準鈾氧化物燃料,而非高純度低濃縮鈾(HALEU,濃縮度通常超過20%)。這一選擇有助於降低燃料獲取難度和成本,更貼近現有核燃料供應鏈。

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