核反应堆居然可以车载了！近日，中科院合肥物质科学研究院的一个代号“核电宝”的10兆瓦级核反应堆，被完整装上重型卡车，顺利完成集成模拟实测。据悉，整套设备长6.1米、宽高各2.6米、总重28吨，相当于一个标准集装箱的尺寸，普通重型卡车就能完成运输，一次装料可连续运行10年以上。这是全球范围内首次有公开报道车载核反应堆完成工程化测试，这也就意味着核反应堆第一次摆脱了固定厂址的束缚，变得可以像普通柴油发电机一样，能被直接运送到任何需要电力的地方。

在大多数人的固有印象里，核电站从来都是只能建在海边或江边，占地宽广，而且反应堆要被钢筋混凝土层层包裹。实际上，这主要是由传统核反应堆的物理特性决定的，目前，主流商用核电站普遍采用压水堆技术，需要以普通水作为冷却剂，工作时要把水加热到300多摄氏度还保持液态，就需要维持150个左右的标准大气压，相当于家用高压锅工作压力的几十倍。为了扛住如此大的压力，反应堆的压力容器就必须造得极其厚重，而且还要在外面套上几米厚的钢筋混凝土安全壳，防止失水事故。这就导致传统核反应堆体积庞大，再加上配套繁杂的辅助设施，所以从核电诞生至今的几十年里，核电站都只能是固定选址的大型基建，和“移动”两个字完全不搭边。

▲传统压水反应堆原理示意图，图源自科普中国

而中国的“核电宝”之所以能装上车，则是因为采用了第四代铅铋快堆技术，它不用水当冷却剂，换成了液态的铅铋合金。这种合金的沸点高达1670摄氏度，在常压下就能保持液态，无需高压容器来维持状态，这一下就省掉了厚重的压力容器和混凝土安全壳。同时，铅铋合金本身就能阻挡相当一部分核辐射，又能进一步减少辐射屏蔽层的重量和体积。经过如此多重优化，反应堆芯的体积就能缩小到同功率压水堆的四分之一，整套发电系统刚好能集成进一个标准集装箱大小的模块里。除了体积小，它的续航能力也相当强，加装一次核燃料，就能连续稳定运行10年以上，长寿命版本甚至能达到30年，期间完全不需要补充燃料。

▲铅基堆系统原理图。图源自《中国工程科学》

事实上，小型可移动核反应堆并不是中国独有的概念，最近几年全球主要国家都在向这个方向努力，只是技术路线和工程进度差异比较大。其中，美国在小型堆上布局最早，但前期走了弯路。最具代表性的企业NuScale，选择的是传统压水堆小型化的路线，尽管其设计功率77兆瓦，比“核电宝”大不少，但本质上还是高压运行，需要土建安装安全壳，根本不具备机动能力。2023年它就拿到了美国核监管委员会的设计认证，但之后旗舰项目的造价从最初预估的53亿美元一路暴涨到93亿美元，商业化直接陷入停滞，最终项目于2023年11 月被取消。

与此同时，美国也在布局液态金属冷却的新一代技术。美国国防部2019年就启动了“Pele 计划”，专门研发可运输的微型核反应堆。今年6月，美国核能公司Antares宣布其Mark-0反应堆在实验室达到临界状态，但距离完整的工程样机还有很远的距离。另一家公司Nuclea Energy的Morpheus反应堆，采用的也是铅冷设计，号称可运输，但今年8月才刚和犹他州签了选址协议，还处于项目早期阶段。

俄罗斯和日本的进度同样偏慢。俄罗斯走的是小型压水堆的路线，其国家原子能公司的 Shelf-M微型反应堆同样是10兆瓦功率，但采用的是压水堆技术，据媒体披露，整套装置总重约370吨，只能靠驳船或重型车辆整体运输，机动性相比“核电宝”要差很多，该项目目前刚完成选址勘测，计划2030年投入运行。日本三菱重工研发的超小型核反应堆“微型炉”，设计功率只有 500千瓦，比“核电宝”小一个量级，计划最快也要到2030年代才能实现商用。

▲俄罗斯Shelf-M微型反应堆。图源自中国国家核安全局官网

中国这款车载核反应堆的现实意义，远不止于技术突破。它首先能直接解决大量离网场景的供电痛点，比如南海岛礁、西部边境哨所、远洋钻井平台、南北极的科考站，在这些远离电网、补给困难的地方，移动式的车载反应堆只占用很少的土地，就能提供大功率的稳定电力，使其具备近乎无限的续航能力。而当下最受关注的应用场景，当属爆发式增长的AI算力产业。现在全球都在抢建的AI数据中心，最大的瓶颈就是电力供应。须知，一座中型AI数据中心一年就要消耗数亿度的电，而且需要24小时不间断稳定供电。据彭博社报道，美国原定2026年上线的数据中心，就有将近一半都因为电力供应不足被取消或者推迟。中国的算力产业同样面临供电挑战，尤其是算力往西部转移的过程中，很多地方电网配套跟不上，风电和水电又不够稳定，没法保障算力的稳定运行。那么，“核电宝”这种小型稳定核电源，刚好能补上这个缺口。它可以直接拉到数据中心旁边部署，作为专用电源，提供不受天气影响、不间断的零碳电力。

▲10兆瓦级“核电宝”工程集成模拟实验样机。图源自《中国工程科学》

放在中国能源转型的大背景下看，这款设备的意义就更为明显。尽管中国现在是全球第一发电大国，总发电量遥遥领先，但电力结构还有明显的短板，核电占总发电量的比重只有4.8% 左右，远低于法国、美国等发达国家，而且中国现有的核电站基本都建在沿海地区，内陆和偏远地区核电供应几乎是空白。传统大型核电站选址要求高、建设周期长，远水解不了近渴，而车载小型堆灵活度高，不用复杂的选址和基建，完全可以哪里需要就部署到哪里，快速填补偏远地区和新兴算力基地的供电缺口，优化全国的能源布局。

▲中国田湾核电站机组全景。图源自《中国能源报》桑松茂/摄

当然，车载核反应堆要大规模普及还为时尚早，液态铅铋合金在高温、高流速、高中子辐射的环境下，会对管道和堆芯结构产生腐蚀作用，研发团队虽然采用了耐腐蚀材料加控氧的方案，但长期运行的真实性能数据还没有积累，材料的老化速度、更换周期，都需要通过实际示范工程来验证。然后就是目前还处于样机阶段，制造成本很高，小批量生产的话单台价格极其昂贵，其发电成本无法与大型核电站相比，恐怕往后一段时期内都还局限使用在军事、科考、算力等对电价不敏感的高价值领域。要想进入更广泛的民用市场，还得形成规模化制造能力，把成本打下来。此外，国内对车载核反应堆如何监管还处于相对空白，今年1月份刚开始施行的《原子能法》，主要针对的还是固定核电站的选址和建设，对于这种可以拉着到处跑的反应堆，由谁审批、按什么标准审批、运输过程如何监管、部署后如何定期检查，现行法规里都还没有明确，当然，这对于世界其它国家来说，也都是监管难题。

按照研发团队的规划，“核电宝”预计于2027年启动示范工程，2028年左右实现商用，从目前的工程进度来看，这个时间表是比较务实的。长远来看，随着技术成熟和批量生产，车载核反应堆的成本会逐步下降，应用场景也会不断拓展。在未来，它应该不会取代传统的大型核电站，而是成为电力体系里非常重要的补充，由固定大电站负责城市和工业的基础供电，这种小型移动反应堆负责离网场景、新兴算力基地和应急供电，从而形成高低搭配、灵活高效的核能供给体系。对于中国而言，这次突破不仅是四代核能技术的落地验证，更意味着未来在能源安全、算力竞争和国防民生领域，又多了一张底牌。

（本文作者为科技领域观察者，文中图片均为作者提供，本网获独家授权刊发，转载请注明出处） 

（本文为作者观点，不代表本媒体立场）