美軍的危險(xiǎn)游戲：機(jī)動(dòng)式核反應(yīng)堆

張貴余

1月中旬，美國(guó)國(guó)防部發(fā)布的一份“信息征詢書”披露了名為“二鋰項(xiàng)目”的計(jì)劃，該計(jì)劃旨在研發(fā)一種能快速機(jī)動(dòng)的核反應(yīng)堆，以便隨時(shí)將其運(yùn)往前線，為部隊(duì)提供近乎無(wú)限的電力。該計(jì)劃的支持者樂(lè)觀地相信，機(jī)動(dòng)式反應(yīng)堆“有潛力全面改變大國(guó)之間的戰(zhàn)略游戲”。

安全性比機(jī)動(dòng)性更要緊

美國(guó)陸軍對(duì)核能的興趣始于1950年代。從那時(shí)至今，美國(guó)陸軍至少建造并運(yùn)行了8個(gè)小型核反應(yīng)堆，測(cè)試結(jié)果喜憂參半。最糟糕的事件發(fā)生在1961年，當(dāng)時(shí)，位于愛(ài)達(dá)荷州的SL-1反應(yīng)堆堆芯熔化并發(fā)生爆炸，導(dǎo)致3名操作人員死亡。雖然同類反應(yīng)堆沒(méi)再出過(guò)事故，但可靠性一直存疑。冷戰(zhàn)結(jié)束后，類似的項(xiàng)目偃旗息鼓。如今，新一代核設(shè)備供應(yīng)商正在四處推銷更便宜、更安全的小型核電站。或許是受此啟發(fā)，五角大樓試圖重新涉足這一領(lǐng)域。

美國(guó)國(guó)防部官網(wǎng)發(fā)布的信息顯示，“二鋰項(xiàng)目”尋求發(fā)電量為1兆瓦至10兆瓦反應(yīng)堆的“創(chuàng)新技術(shù)和方法”，設(shè)備總重量不得超過(guò)40噸;體積要足夠小，能用卡車、船舶和飛機(jī)運(yùn)輸;能在不補(bǔ)充燃料的情況下連續(xù)運(yùn)行3年，并實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)操作。

更大的挑戰(zhàn)在于滿足安全標(biāo)準(zhǔn)。征詢書強(qiáng)調(diào)，反應(yīng)堆應(yīng)采用“固有的安全設(shè)計(jì)”，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(duì)公共安全產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)”，而且“一旦遭到襲擊，對(duì)附近人員造成的損害最小”。

長(zhǎng)期關(guān)注核安全的美國(guó)“原子能科學(xué)家公報(bào)”網(wǎng)站認(rèn)為，部署在前沿基地的核反應(yīng)堆很容易成為敵人的靶子。2018年，一份由美國(guó)陸軍副總參謀長(zhǎng)委托撰寫的報(bào)告承認(rèn)，如果需要大量資源來(lái)保護(hù)反應(yīng)堆及其支持系統(tǒng)，這些設(shè)備可能成為包袱而非資產(chǎn)。

美媒繼續(xù)分析說(shuō)，“安全性”一直是核工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵詞。但直到今天，沒(méi)有任何人敢擔(dān)保，暴力破壞反應(yīng)堆堆芯不會(huì)造成放射性污染。運(yùn)行中的反應(yīng)堆本質(zhì)上是一個(gè)裝滿濃縮放射性物質(zhì)的容器，也就是潛在的“臟彈”。同時(shí)，反應(yīng)堆的“續(xù)航時(shí)間”越長(zhǎng)，核裂變產(chǎn)物的數(shù)量越多，這些物質(zhì)泄漏的風(fēng)險(xiǎn)就越大。因此，要研制機(jī)動(dòng)式反應(yīng)堆，必須進(jìn)行大量驗(yàn)證，以了解其被攻擊后有多少輻射會(huì)泄漏，以及會(huì)擴(kuò)散多遠(yuǎn)。

現(xiàn)有技術(shù)方案破綻眾多

新發(fā)布的項(xiàng)目還沒(méi)接到投標(biāo)，但2018年的報(bào)告已經(jīng)指明了若干潛在方案。其中之一是高溫氣冷反應(yīng)堆，它的最大亮點(diǎn)是采用了三結(jié)構(gòu)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(chǎn)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(yīng)堆無(wú)需笨重的屏蔽設(shè)施，可以設(shè)計(jì)得很小巧，便于運(yùn)輸。軍方的報(bào)告贊成這種觀點(diǎn)，稱無(wú)論是在正常操作中還是在發(fā)生意外時(shí)，“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(xué)家公報(bào)”的說(shuō)法，TRISO燃料并非毫無(wú)破綻。例如，當(dāng)燃料溫度上升到1600攝氏度以上，裂變產(chǎn)物會(huì)迅速增加，有失控風(fēng)險(xiǎn)。再者，氣冷反應(yīng)堆普遍要用到石墨，而1986年前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站的大火正是易燃的石墨造成的。

雙重標(biāo)準(zhǔn)或引發(fā)核競(jìng)賽

外媒關(guān)注的最后一個(gè)議題是，機(jī)動(dòng)式核反應(yīng)堆帶來(lái)的核擴(kuò)散風(fēng)險(xiǎn)。1月18日公開(kāi)的第一版“信息征詢書”規(guī)定，反應(yīng)堆燃料必須是高豐度低濃縮鈾（濃度比民用核設(shè)施的5%高，但低于制造核彈所需的20%）。諷刺的是，美國(guó)《大眾機(jī)械》雜志網(wǎng)站指出，美國(guó)一直指責(zé)伊朗儲(chǔ)存高豐度低濃縮鈾，說(shuō)后者缺乏履行伊核協(xié)議的誠(chéng)意：若美軍執(zhí)意推進(jìn)“二鋰項(xiàng)目”，恐怕會(huì)刺激其他國(guó)家增產(chǎn)核燃料，乃至建造軍用核反應(yīng)堆。

更令外界不安的是，1月22日，五角大樓對(duì)“信息征詢書”進(jìn)行了修改，條款中不再包含有關(guān)核燃料濃度的細(xì)則，相當(dāng)于為使用高濃縮鈾當(dāng)燃料的核反應(yīng)堆開(kāi)了綠燈。美媒稱，這無(wú)疑是危險(xiǎn)信號(hào)，美國(guó)國(guó)防部可能是在嫉妒美國(guó)航天局，后者正在開(kāi)發(fā)一種小型高濃縮鈾燃料反應(yīng)堆，為外層空間任務(wù)提供動(dòng)力，卻對(duì)核擴(kuò)散的風(fēng)險(xiǎn)視而不見(jiàn)。

考慮到不確定的戰(zhàn)略價(jià)值、相當(dāng)高的技術(shù)難度、引發(fā)國(guó)際軍備競(jìng)賽的潛在風(fēng)險(xiǎn)，該如何理解美軍在冷戰(zhàn)結(jié)束30年后重新對(duì)“迷你”核反應(yīng)堆產(chǎn)生興趣呢？《大眾機(jī)械》文章提到，這個(gè)項(xiàng)目背后或許有私營(yíng)企業(yè)的推手，但主要?jiǎng)恿€是來(lái)自美軍自身：隨著五角大樓重新將“大國(guó)對(duì)抗”視為第一要?jiǎng)?wù)，前線部隊(duì)迫切需要大功率雷達(dá)、通信設(shè)備乃至能量武器以抗衡同量級(jí)對(duì)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(xué)家公報(bào)”警告，這種反常舉動(dòng)無(wú)助于增進(jìn)美國(guó)的國(guó)家安全，還可能使作戰(zhàn)部隊(duì)承擔(dān)額外風(fēng)險(xiǎn)，希望美國(guó)國(guó)防部早日意識(shí)到這一點(diǎn)，在數(shù)十億美元打水漂前收手。