張貴余
1月中旬,美國國防部發(fā)布的一份“信息征詢書”披露了名為“二鋰項目”的計劃,該計劃旨在研發(fā)一種能快速機動的核反應堆,以便隨時將其運往前線,為部隊提供近乎無限的電力。該計劃的支持者樂觀地相信,機動式反應堆“有潛力全面改變大國之間的戰(zhàn)略游戲”。
安全性比機動性更要緊
美國陸軍對核能的興趣始于1950年代。從那時至今,美國陸軍至少建造并運行了8個小型核反應堆,測試結果喜憂參半。最糟糕的事件發(fā)生在1961年,當時,位于愛達荷州的SL-1反應堆堆芯熔化并發(fā)生爆炸,導致3名操作人員死亡。雖然同類反應堆沒再出過事故,但可靠性一直存疑。冷戰(zhàn)結束后,類似的項目偃旗息鼓。如今,新一代核設備供應商正在四處推銷更便宜、更安全的小型核電站?;蛟S是受此啟發(fā),五角大樓試圖重新涉足這一領域。
美國國防部官網發(fā)布的信息顯示,“二鋰項目”尋求發(fā)電量為1兆瓦至10兆瓦反應堆的“創(chuàng)新技術和方法”,設備總重量不得超過40噸;體積要足夠小,能用卡車、船舶和飛機運輸;能在不補充燃料的情況下連續(xù)運行3年,并實現半自動操作。
更大的挑戰(zhàn)在于滿足安全標準。征詢書強調,反應堆應采用“固有的安全設計”,以確?!霸诟魃窆收舷?,(堆芯)熔毀在物理上不可能發(fā)生”“堆芯破裂造成的污染不能對公共安全產生風險”,而且“一旦遭到襲擊,對附近人員造成的損害最小”。
長期關注核安全的美國“原子能科學家公報”網站認為,部署在前沿基地的核反應堆很容易成為敵人的靶子。2018年,一份由美國陸軍副總參謀長委托撰寫的報告承認,如果需要大量資源來保護反應堆及其支持系統(tǒng),這些設備可能成為包袱而非資產。
美媒繼續(xù)分析說,“安全性”一直是核工業(yè)發(fā)展的關鍵詞。但直到今天,沒有任何人敢擔保,暴力破壞反應堆堆芯不會造成放射性污染。運行中的反應堆本質上是一個裝滿濃縮放射性物質的容器,也就是潛在的“臟彈”。同時,反應堆的“續(xù)航時間”越長,核裂變產物的數量越多,這些物質泄漏的風險就越大。因此,要研制機動式反應堆,必須進行大量驗證,以了解其被攻擊后有多少輻射會泄漏,以及會擴散多遠。
現有技術方案破綻眾多
新發(fā)布的項目還沒接到投標,但2018年的報告已經指明了若干潛在方案。其中之一是高溫氣冷反應堆,它的最大亮點是采用了三結構各向同性(TRISO)燃料。TRISO燃料由涂有特殊材料的小顆粒鈾組成,裂變產物大部分被外層材料裹住而不至于外泄。
TRISO燃料的鼓吹者聲稱,這種反應堆無需笨重的屏蔽設施,可以設計得很小巧,便于運輸。軍方的報告贊成這種觀點,稱無論是在正常操作中還是在發(fā)生意外時,“包覆式核燃料”都有助于“避免放射性易揮發(fā)元素的釋放”,防止周圍地區(qū)遭受污染。
然而,按照“原子能科學家公報”的說法,TRISO燃料并非毫無破綻。例如,當燃料溫度上升到1600攝氏度以上,裂變產物會迅速增加,有失控風險。再者,氣冷反應堆普遍要用到石墨,而1986年前蘇聯切爾諾貝利核電站的大火正是易燃的石墨造成的。
雙重標準或引發(fā)核競賽
外媒關注的最后一個議題是,機動式核反應堆帶來的核擴散風險。1月18日公開的第一版“信息征詢書”規(guī)定,反應堆燃料必須是高豐度低濃縮鈾(濃度比民用核設施的5%高,但低于制造核彈所需的20%)。諷刺的是,美國《大眾機械》雜志網站指出,美國一直指責伊朗儲存高豐度低濃縮鈾,說后者缺乏履行伊核協(xié)議的誠意:若美軍執(zhí)意推進“二鋰項目”,恐怕會刺激其他國家增產核燃料,乃至建造軍用核反應堆。
更令外界不安的是,1月22日,五角大樓對“信息征詢書”進行了修改,條款中不再包含有關核燃料濃度的細則,相當于為使用高濃縮鈾當燃料的核反應堆開了綠燈。美媒稱,這無疑是危險信號,美國國防部可能是在嫉妒美國航天局,后者正在開發(fā)一種小型高濃縮鈾燃料反應堆,為外層空間任務提供動力,卻對核擴散的風險視而不見。
考慮到不確定的戰(zhàn)略價值、相當高的技術難度、引發(fā)國際軍備競賽的潛在風險,該如何理解美軍在冷戰(zhàn)結束30年后重新對“迷你”核反應堆產生興趣呢?《大眾機械》文章提到,這個項目背后或許有私營企業(yè)的推手,但主要動力還是來自美軍自身:隨著五角大樓重新將“大國對抗”視為第一要務,前線部隊迫切需要大功率雷達、通信設備乃至能量武器以抗衡同量級對手,為了填飽這些高耗能裝備的胃口,難免有人想到把核電站送上前線。
“原子能科學家公報”警告,這種反常舉動無助于增進美國的國家安全,還可能使作戰(zhàn)部隊承擔額外風險,希望美國國防部早日意識到這一點,在數十億美元打水漂前收手。