编译：杜铭海

[编译按]：2013年9月30日，中化新网发表报道《盖茨投资新型核电 可解决美800年用电》，但多处看不懂。可能依据的是2013年9月24日美国纽约时报能源专栏记者马修·瓦尔德（MATTHEW L.WALD）的长篇报道《原子目标：核废物供电800年》[1]。编译者认为这篇文章写得不错，有益于中国人了解比尔·盖茨的为人和他专注核电的宽厚用心，就边看“原文”边翻译过来了。有些段落与题目关系不大或交代过于简略，就略去。如读者有疑，可查原文；不当之初，请指正。

泰拉能源公司设计的行波堆核电厂

“纽约时报”报道：在华盛顿特区 贝尔维尤市一室内网球俱乐部和一家用电气陈列室之间，有个单调的“单层”建筑物，内有许多工程师、物理学家和核专家，正在追求比尔·盖茨的一个激进的梦想：一种新的核反应堆能用今天的核废物做燃料，给美国未来800年提供所有的电力，或许还能削减全世界核扩散的风险。

这些人正在为盖茨和微软富翁南森·梅尔沃德创办的“泰拉能源”公司开展反应堆研究。到目前为止，已为这个项目“砸下”数千万美元的研发经费，但建造个原型堆可能要花费50亿美元。为了给这种示范电厂找个家，比尔·盖茨将触角伸到“富有而耗能多”的中国…当然，盖茨自己有许多钱。今年福布斯仍把他列为世界第二个最富有的人，净值670亿美元。

盖茨去年与能源专家丹尼尔·耶金（Daniel Yergin）交谈时说，“希望我们将来找个国家能够建造示范电厂，很可能是中国”，“如果成功的话，那么经济上会比我们目前的情况好点。”（对此，许多人感到奇怪：“比尔·盖茨想在中国建造清洁能源？”[2]）。

美国当地时间2015年9月22日15时，在西雅图召开的中美省州合作研讨会上，中核集团与美国泰拉能源公司签署了行波堆合作文件。

就盖茨的反应堆而言，或许支持者最重要的论据之一是，它能堵塞某些核扩散的途径。例如，伊朗说它的核计划是和平利用，但浓缩的铀远比发电需求的多。美国一直在说，伊朗在为发展核弹生产浓缩铀。

目前的核反应堆靠的是浓度度3-5％的铀-235。（铀弹靠90％的铀-235。）现在的反应堆内，某些铀-238转换为钚，只是少量用作辅助性燃料，大部分钚留下成了废物。

与此相反，泰拉能源的反应堆把更多的铀-238转换钚，用作燃料，因而几乎能完全靠铀-238运转。这种反应堆只需少量铀-235，就像打火机液体的功能：启动木炭烧烤。

结果是，泰拉能源支持者希望各国不必浓缩太多的铀，根据它们为民用核计划必须保有巨大库存的论据。泰拉能源的概念还能削弱第二条通往核弹途径背后的逻辑：从反应堆乏燃料回收钚，大多数核弹就是用这种钚制造的。泰拉能源说，因为有那么多的铀-238可用，没有理由使用钚。

泰拉能源首席执行官约翰·吉尔兰德（John Gilleland）说，没有核武器的国家仍然需要许多电力，“我们乐见他们建造核电厂，让我们晚上能睡得着觉。”

没有人不认为这是极其长期的赌注。即使乐观主义者也认为，这种技术恐怕至少要到2030年才能商用。还不清楚那时会不会还要与风电、太阳能、天然气或其他什么技术竞争。即使这种理念能商用化，还不清楚泰拉能源能否首先能成功。

为盖茨工作的工程师们承认存在这样的挑战。但他们深信，他和他们追求的不仅仅是能源和防止核扩散、而且是缓解气候变化和消除贫困的办法。

2010年，盖茨在一次讲话中介绍他的反应堆理念时说，“如果你只能选择一件事来减少‘消除贫困’的代价，目前你就选择能源”。谈到受能源生产发射二氧化碳造成洪水、干旱和农作物歉收等杀手，他用一张小学生在路灯下做家庭作业的照片为例说明他的意思，并补充说，“对于这些人，能源和气候是极端重要的，实际上，对他们比对这个星球上的其他任何人更重要。”

泰拉能源公司运营高级副总裁道格·阿德凯森（Doug Adkisson）说，盖茨对核电及它能做的事有“非常人道主义而又非常冷酷的评价”。他说，促使他走向核电的是质疑：“为提高许多许多人的生活标准，你有什么，你能做什么？”

尽管困难重重，外部的某些专家称赞盖茨的尝试。

诺贝尔物理奖得主伯顿·里克特（Burton Richter）说，“如果你有大量金钱，你有什么理由愿意做不是典型风险投资家要做的那种长期赌注？”他说，“标准风险资本世界里20年的事情很难办。”他补充说，像泰拉能源公司筹资的这种项目，是更典型的政府或主权财富基金项目。

伙伴们说，盖茨参加的泰拉能源公司一小时的会议，有时成了五个小时的会…

在贝尔维尤，泰拉能源公司是高知发明公司的“副产品”，而后者是与梅尔沃德共同创办、重点是发明新产品和新技术的公司。其间为求生存的农民改善了种子，为在没有电力的地方使疫苗冷藏几个星期找到了办法。但批评者称它为专利“地痞”，因为它购买大量技术专利档案并利用这些档案…

泰拉能源的雇员们与高智发明公司在同一个建筑物里上班，后者包括一个饲养蚊子的房间，一个开发新方法准备和保存食物的试验厨房，以及手工制造的高精度仪器，用来测量核燃料样品的细微末节…

泰拉能源的反应堆设计与现在商用反应堆根本不同。现在的反应堆用铀-235浓缩物，而泰拉的反应堆用的是全世界留下的几十万吨非常纯的铀-238。

泰拉能源面对的一个最大挑战是，铀原子在堆内裂变时释放的粒子即中子损坏反应堆的金属部件。在现在的反应堆内，这个问题是可控制的，因为燃料停留在原位不动不超过六年，能经受得住中子的轰击；而假定泰拉能源的燃料要停留在原位30年不动…

“最大问题是肿胀”，物理学家、泰拉能源公司技术开发主任凯万·韦弗（Kevan Weaver）说。“中子把一个原子击出晶格，留下一个空穴；于是空穴合并形成空隙，而后使部件肿胀。”

所以，泰拉能源的工程师正在实验不同类型金属在不同温度下的性能。今年12月他们将把几千个样品装入俄罗斯一个反应堆内，用泰拉能源的反应堆会有的相同能量的中子辐照六年。10年结束时，他们将看到金属的强度怎样改变，预测这种金属是否能幸存30年。

另一个问题是铀裂变时某些碎片是气体。现在的燃料内，这是可容忍的；但没有燃料包壳能忍受积累30年。

设计反应堆的堆芯是另外的问题。泰拉能源的工程师称之为“行波堆”，因为铀-238转换为钚并可裂变的区域就像个穿过堆芯的“波”…

然而，设计师每次改变他们使用金属的厚度或类型，中子流也要改变；而且堆芯30年寿期那么长，裂变产物存量中某些产物吸收中子也会改变，因为某些不稳定的物质发出辐射，自身嬗变为另外的某种物质。

为使中子“旅行”速度对废铀转换为钚燃料“最佳”，反应堆用钠而不用水慢化中子并携带有用的热能。但热钠与空气接触会燃烧…

在把废铀转换为能源的反应堆“追逐”中，泰拉能源并不孤独；如果这样的概念能商用化，盖茨或许不是第一个这么做的。美国通用原子（GA）公司在核电方面有几十年的经验，正在根据同样的基本原理，追求所谓的“能源放大器”反应堆模块。GA公司总部在圣迪亚戈，用氦气作冷却剂而不是钠，潜在地简化了某些问题。

（谈到“能源放大器”的工作原理），GA公司高级副总裁约翰·帕门陶拉（John Parmentola）说，“你刚刚得到的，就让它燃烧并使之消失。”

像泰拉能源一样，GA公司正在向中国人献殷勤。

附注：1. MATTHEW L.WALD, Atomic goal: 800 years of power from waste, New York Times, 2013-09-24

2. Michael del Castillo, Bill Gates’ TerraPower races to generate safe power, in China, Upstart Business Journal, September 26, 2013