美軍的危險游戲：機動式核反應堆

張貴余

1月中旬，美國國防部發布的一份“信息征詢書”披露了名為“二鋰項目”的計劃，該計劃旨在研發一種能快速機動的核反應堆，以便隨時將其運往前線，為部隊提供近乎無限的電力。該計劃的支持者樂觀地相信，機動式反應堆“有潛力全面改變大國之間的戰略游戲”。

安全性比機動性更要緊

美國陸軍對核能的興趣始于1950年代。從那時至今，美國陸軍至少建造并運行了8個小型核反應堆，測試結果喜憂參半。最糟糕的事件發生在1961年，當時，位于愛達荷州的SL-1反應堆堆芯熔化并發生爆炸，導致3名操作人員死亡。雖然同類反應堆沒再出過事故，但可靠性一直存疑。冷戰結束后，類似的項目偃旗息鼓。如今，新一代核設備供應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，五角大樓試圖重新涉足這一領域。

美國國防部官網發布的信息顯示，“二鋰項目”尋求發電量為1兆瓦至10兆瓦反應堆的“創新技術和方法”，設備總重量不得超過40噸;體積要足夠小，能用卡車、船舶和飛機運輸;能在不補充燃料的情況下連續運行3年，并實現半自動操作。

更大的挑戰在于滿足安全標準。征詢書強調，反應堆應采用“固有的安全設計”，以確保“在各神故障下，（堆芯）熔毀在物理上不可能發生”“堆芯破裂造成的污染不能對公共安全產生風險”，而且“一旦遭到襲擊，對附近人員造成的損害最小”。

長期關注核安全的美國“原子能科學家公報”網站認為，部署在前沿基地的核反應堆很容易成為敵人的靶子。2018年，一份由美國陸軍副總參謀長委托撰寫的報告承認，如果需要大量資源來保護反應堆及其支持系統，這些設備可能成為包袱而非資產。

美媒繼續分析說，“安全性”一直是核工業發展的關鍵詞。但直到今天，沒有任何人敢擔保，暴力破壞反應堆堆芯不會造成放射性污染。運行中的反應堆本質上是一個裝滿濃縮放射性物質的容器，也就是潛在的“臟彈”。同時，反應堆的“續航時間”越長，核裂變產物的數量越多，這些物質泄漏的風險就越大。因此，要研制機動式反應堆，必須進行大量驗證，以了解其被攻擊后有多少輻射會泄漏，以及會擴散多遠。

現有技術方案破綻眾多

新發布的項目還沒接到投標，但2018年的報告已經指明了若干潛在方案。其中之一是高溫氣冷反應堆，它的最大亮點是采用了三結構各向同性（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，這種反應堆無需笨重的屏蔽設施，可以設計得很小巧，便于運輸。軍方的報告贊成這種觀點，稱無論是在正常操作中還是在發生意外時，“包覆式核燃料”都有助于“避免放射性易揮發元素的釋放”，防止周圍地區遭受污染。

然而，按照“原子能科學家公報”的說法，TRISO燃料并非毫無破綻。例如，當燃料溫度上升到1600攝氏度以上，裂變產物會迅速增加，有失控風險。再者，氣冷反應堆普遍要用到石墨，而1986年前蘇聯切爾諾貝利核電站的大火正是易燃的石墨造成的。

雙重標準或引發核競賽

外媒關注的最后一個議題是，機動式核反應堆帶來的核擴散風險。1月18日公開的第一版“信息征詢書”規定，反應堆燃料必須是高豐度低濃縮鈾（濃度比民用核設施的5%高，但低于制造核彈所需的20%）。諷刺的是，美國《大眾機械》雜志網站指出，美國一直指責伊朗儲存高豐度低濃縮鈾，說后者缺乏履行伊核協議的誠意：若美軍執意推進“二鋰項目”，恐怕會刺激其他國家增產核燃料，乃至建造軍用核反應堆。

更令外界不安的是，1月22日，五角大樓對“信息征詢書”進行了修改，條款中不再包含有關核燃料濃度的細則，相當于為使用高濃縮鈾當燃料的核反應堆開了綠燈。美媒稱，這無疑是危險信號，美國國防部可能是在嫉妒美國航天局，后者正在開發一種小型高濃縮鈾燃料反應堆，為外層空間任務提供動力，卻對核擴散的風險視而不見。

考慮到不確定的戰略價值、相當高的技術難度、引發國際軍備競賽的潛在風險，該如何理解美軍在冷戰結束30年后重新對“迷你”核反應堆產生興趣呢？《大眾機械》文章提到，這個項目背后或許有私營企業的推手，但主要動力還是來自美軍自身：隨著五角大樓重新將“大國對抗”視為第一要務，前線部隊迫切需要大功率雷達、通信設備乃至能量武器以抗衡同量級對手，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。

“原子能科學家公報”警告，這種反常舉動無助于增進美國的國家安全，還可能使作戰部隊承擔額外風險，希望美國國防部早日意識到這一點，在數十億美元打水漂前收手。