風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮?、水能、波浪能等等可再生能源是全球能源生產(chǎn)行業(yè)中脫碳，以及遏制化石燃料使用計(jì)劃的重要支撐。但由于間歇性、位置依賴性、土地要求等很多原因，它們還無法單獨(dú)扛起這個(gè)大梁。想要完全消除世界能源行業(yè)的溫室氣體，需要有一種廉價(jià)的、可擴(kuò)展的零排放能源形式，并能以 24/7/365 全天候可靠地生產(chǎn)電力。

而如果能夠提高和降低輸出功率，以幫助電網(wǎng)應(yīng)對負(fù)荷高峰和可再生能源供應(yīng)的中斷，那就更好了。目前填補(bǔ)這一角色的最佳人選是先進(jìn)的核電。雖然沒人希望切爾諾貝利或福島泄漏事件重演，但是核電顯然是最安全的能源生產(chǎn)方式之一。煤炭和石油衍生能源每提供一太瓦的能源分別造成 24.6 和 18.4 人死亡，而核電只造成 0.07 死亡--這還包括導(dǎo)致核電名聲受損的高調(diào)災(zāi)難。

得益于去年 10 月份獲得的 8000 萬美元美國能源部撥款，比爾·蓋茨的 Terrapower 公司正和 GE 日立核能公司的合作啟動(dòng)了一項(xiàng)新的活動(dòng)--Natrium。這個(gè)單詞在拉丁語意思是“鈉”，該項(xiàng)目將商業(yè)展示“具有成本競爭力的鈉快速反應(yīng)堆和熔鹽儲(chǔ)能系統(tǒng)”。

Natrium 的示范工廠將會(huì)在今年年中開始全面投入運(yùn)行，其快中子反應(yīng)堆將使用高溫液態(tài)鈉作為反應(yīng)堆冷卻劑，而不是水。鈉的主要優(yōu)勢之一是其固態(tài)和氣態(tài)之間 785 開爾文的巨大溫度范圍；水只提供 100 開爾文的溫度范圍，因此它需要加壓才能處理更高的熱能。

液態(tài)鈉在正常的大氣壓力下會(huì)將大量的熱量從反應(yīng)堆中轉(zhuǎn)移出去，還有一個(gè)額外的好處就是它不會(huì)解離成氫氣和氧氣，所以福島式的氫氣爆炸是不可能發(fā)生的。它還具有非腐蝕性，避開了對熔鹽反應(yīng)堆提出質(zhì)疑的問題。

與許多正在開發(fā)的下一代核反應(yīng)堆一樣，Natrium 設(shè)計(jì)將使用高加權(quán)低濃縮鈾（HALEU）作為核燃料。天然鈾出土?xí)r含有0.7%左右的鈾235同位素，分裂后可產(chǎn)生核能，傳統(tǒng)的低濃鈾（LEU）核反應(yīng)堆燃料通過離心工藝或氣體擴(kuò)散的方式濃縮，含有3-5%的鈾235，而HALEU則進(jìn)一步濃縮，在5%-20%之間。比較而言，核武器需要鈾的濃度達(dá)到90%以上。

在安全方面，在停電時(shí)，控制棒會(huì)因重力作用而自行下降，空氣的自然循環(huán)將起到應(yīng)急冷卻的作用。由于采用了液態(tài)鈉設(shè)計(jì)，電廠不需要像輕水反應(yīng)堆那樣巨大的安全殼，而且該設(shè)計(jì)將反應(yīng)堆置于地下，再次提升了安全系數(shù)，同時(shí)降低了成本。

Natrium工廠的設(shè)計(jì)是以100%的輸出率，24/7運(yùn)行，以熱量的形式持續(xù)輸出345 MWe。這些熱量通過一個(gè)熔鹽熱能儲(chǔ)存系統(tǒng)運(yùn)行，類似于世界上許多直接太陽能電站中已經(jīng)被證明的系統(tǒng)。在這個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的另一端，是一套蒸汽輪機(jī)，它可以把這種恒定的功率，產(chǎn)生足夠的電力，為大約22.5萬戶家庭供電。