美国波士顿的“优普”技术公司（UPower Technologies）正在为偏远、发电成本超过30美分/度、每周7天每天24小时需要电的地区，开发一可运输的、不间断负荷跟踪运行的核发电装置。它是个紧凑的、固态微堆，电功率1.75 MWe，能在发电的同时提供工艺热能，不需要外部电源或冷却水实现真正的“自动安全”（walk-away safety）。该公司希望5年之内使这种能装入船运集装箱的“微核电池”商用化。

优普“微型”核能装置

美国为建造模块式小堆（SMR）做了许多努力，目的在于降低核电成本，提高安全性。麻省理工能源倡议（MITei）“孵化”的“优普”技术公司设计的反应堆，小到能装进集装箱内，更“别有一番新意”。

三个麻省理工学院（MIT）出身的核工程师带领一帮学生，在波士顿创立了“优普”技术公司。它设计的极小核“电池”成本低，在边远地区能与柴油发电机的发电成本相竞争，没有污染，能节约柴油能源50％。

这个公司想借助建造的反应堆很小，廉价地测试全尺寸原型堆，满足偏远地方如采矿作业或岛国的能源需要。期望堆的发电容量在1-2MWe之间。这与典型的装机1000MWe的全尺寸核电机组（包括某些SMR设计）“大相庭径”。

除了容量“小”之外，这个堆的技术也与占优势的轻水堆“截然不同”。现代核电厂，燃料细棒保持在金属组件内，再浸在水中。堆芯热能转换使水变为蒸汽，推动汽轮机发电。为避免堆芯过热，需要使水不停地通过堆芯循环。“优普”设计，核反应堆就在地下高圆柱体内。不用水从堆芯带出热能，公司设计师开发了个系统，概念上类似蒸汽散热器。

附图1. “优普”技术公司设计的固态“微型”核能装置

优普公司首席执行官雅克德维特（Jacob DeWitte）解释说，这种反应堆配备了许多垂直不锈钢管道，内充液体和气体混合物。这些管道嵌在反应堆底部金属块通道或孔洞内。堆芯产生热能，使管道底部的液体蒸发并上升到顶部。就用常规发电机把这种热能转化为电力。钢环排出热能使气体凝结并跌入底部，再开始蒸发循环。“不需要泵就能排出热能”，“这是个完全非能动的、独立的状态（相）变化”。

在轻水堆内，水慢化核反应并传输堆芯热能。“优普”堆设计，钢管是闭环的，只带出堆芯热能。核燃料也与反应堆底部金属块内的通道融为一体。他们设想用常规反应堆同样的低浓铀，也能用其它核燃料。

这个公司使用缩比方法出于商业考虑：测试新型核反应堆原型的成本要几百万美元，德维特期望“优普”能用几千美元测试其全尺寸热管理系统。

这个反应堆也追求改善现代核电机组的安全。三年前日本福岛核灾难时，失去运转水泵的后备电源引起堆芯过热熔毁。优普堆设计，热能通过单独设置的卧式冷却环路、通过自然对流把热传给土地消散掉，实现真正的“自动安全”。

在美国，核电比建造新的天然气电厂贵得多。优普的战略目标定位是“取代”能源成本高地区需要进口的柴油。德维特曾激情地说，“想像你能用一辆公共汽车大小、完全没有排放废物的微型电厂所做的，就是给2000个家庭不停顿或换料地供电12年，而且所用燃料是那么丰富，仅一小把就能给个人提供一辈子能源。你能给这个建筑物、这个城市供电，你能把电源带到许多没电地方，并用它制清洁水、医疗保健和教育，同时使空气更清洁…”

“优普”经营团队

附图2. “优普”经营团队：首席执行官雅克·德维特（左）；营销总监卡罗琳·科克伦（右）；技术总监约瑟夫·尤尔科（中）

“优普”是美国少数核创业公司之一，希望促进先进堆进入市场。公司经营团队能源和技术创业有多方面的经验，希望利用核技术方面的共同经验、数据驱动设计和最先进的分析方法，开发独特的技术，能重新定义能源景观，降低发展成本，而且比竞争性技术的部署时间更短。该团队创建于2013年初，5月份获MIT清洁能源奖（“基础设施和资源”类，10万美元），10月份被世界最大的孵化器波士顿“MassChallenge”竞赛宣布为“影响最高的创新公司”（奖金5万美元，实物奖励1000万美元）。

公司创始人、首席执行官雅克·德维特是个80后，MIT核工程博士生。崇拜海军上将希伯来 海曼G.里科弗，曾在圣地亚国家实验室、铀浓缩公司、GE和海军反应堆实验室工作，还曾从事尖端核技术、核设施颁证、燃料销售和核建造项目管理。公司创始人、运营/营销总监卡罗琳·科克伦（Caroline Cochran），有MIT核工程专业科学硕士学位，有技术创新、经济、政策、营销和设计方面的背景，曾在7个技术创新公司工作，有防务承包和国防部长办公室工作经验。公司创始人、技术总监约瑟夫·尤尔科（Joseph Yurko），MIT核科学与工程博士生，有先进安全、传热学和液体动力学方法实验与计算方面的经验。还在西屋公司花费三个夏天帮助开发市场上最先进的核安全分析程序。

这类公司还有比尔盖茨支持的泰拉能源（TerraPower）、核转变能源（Transatomic Power）和几个从事核聚变的公司，包括通用聚变（General Fusion）、氦核能源（Helion Energy）和三阿珐能源（TriAlpha Energy）公司。此外，还有许多努力建造模块式小堆的公司，只是使设计的轻水堆比大型核电厂建造和安装更简单。

企业家们希望通过创业而不是国家实验室使新型核技术迅速前进并商用化。但智库突破研究所（Breakthrough Institute）核政策分析师杰西卡×拉沃琳（Jessica Lovering）说，获得运营先进堆许可证的过程可能要花费许多年。他说，“所有法规和应用完全集中于轻水堆设计”，“整个燃料循环对轻水堆最佳。”

德维特希望公司明年底能测试其基本设计，启动颁证过程。他说，偏远地区有柴油发电机替代选择需求，强大的商业利益能帮助加速审批过程。然而促销这种设计，或许要有国防部海外军事基地和总参后勤部的支持，才能迈出第一步。

（原标题：优普：麻省理工“孵化”微型核能装置）