美国核管理委员会将对聚变采取有别于裂变的监管方式
聚变产业2023-04-21 14:56:57 全部新闻 >

4月14日,美国核管理委员会(Nuclear Regulatory Commission,以下简称NRC)发表声明——NRC将以现有的核材料许可法规为基础,制定聚变监管框架。目前NRC工作人员已经开始了对材料许可法规进行“有限修订”的工作(NRC通常将聚变系统中出现或使用的氚和其他放射性物质归类为副产品材料)。

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这里我们首先对美国聚变监管框架确立过程的各时间节点进行简要回顾。

时间节点

2019年,美国国会通过《核能创新和现代化法案》,指示NRC在2027年12月31日前制定聚变监管框架,以支持聚变能的开发和商业化。

2022年9月,NRC发布《聚变能源系统的许可和监管》白皮书提出了三种可能的聚变能监管方法:①与裂变相同的监管框架;②NRC现有的类似于粒子加速器的副产品材料框架;③前两种监管框架的混合方式。白皮书还指出明确的“聚变能源许可和监管框架”对于该行业未来的蓬勃发展至关重要。

2022年11月,NRC举行了一次会议公开讨论聚变监管方法。能源部、私营企业及其他代表一致认为,聚变能监管应与核裂变监管分离。

2023年4月,NRC发表了聚变监管框架确立的声明,明确以其现有的副产品材料使用许可法规为基础,制定聚变监管框架。

NRC最终确定将《聚变能源系统的许可和监管》白皮书中的第2个方案作为聚变监管框架的原因是多方面的。

首先,来自世界各地的顶尖科学家已经确定,核聚变不会带来类似于裂变的安全问题。与裂变燃料不同,聚变使用的燃料基本不会产生扩散问题,并且聚变反应过程可以随时关闭。而NRC早些时候也已经表示,核裂变反应堆的监管框架不适用于聚变系统,有必要进行监管分离。

其次,建立新的混合监管框架,可能需要制定很多不必要的复杂规则,这将给聚变能源开发者带来巨大的监管不确定性。“数十家公司正在开发试点规模的商业聚变设计,我们应该尽快为其提供明确的聚变监管框架。”NRC主席克里斯托弗·汉森表示。美国有二十多家私人核聚变公司,其中许多公司都在寻求十年内部署发电厂。而制定混合监管框架的周期十分漫长,这可能会导致美国的聚变私营公司和资本转移到其他国家(包括英国、日本等已经或即将明确聚变战略和监管框架的国家),这将威胁美国在核聚变方面的领先地位。

此外,在法律上,NRC现有的适用于粒子加速器的副产品材料框架,可以作为聚变能源系统的许可和监管方法的基础。根据NRC过去经验,使用该框架完全能够保证公众的健康和安全。

基于以上对聚变与裂变监管框架分离的必要性、监管框架制定的紧迫性以及NRC现有的“副产品材料”监管成熟度的综合考量,白皮书中的第2个方案是目前美国的最优选择。这一声明也得到了美国聚变开发企业的支持,Helion Energy公司在其社交媒体上表示:“这种方法为我们的团队部署清洁、安全的聚变能源提供了清晰有效的监管途径。”

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EAST托卡马克装置(图片来源:合肥物质科学研究院)

近期,全球许多国家在聚变领域中都取得了一定的新技术突破和工程进展。4月12日,被誉为“人造太阳”的中国实验先进超导托卡马克装置(EAST)创造了新的世界纪录,成功实现了403秒的稳态高约束模式等离子体运行。与此同时,德国马克斯普朗克等离子体物理研究所(IPP)的研究人员找到了一种方法,可以显著缩短核聚变装置中的热等离子体与容器壁之间所需的距离,使更小更便宜的聚变装置成为可能。

这些技术突破和工程进展,预示着人类距离实现可控核聚变越来越近了。同时,也更加凸显了各国确立聚变监管框架的紧迫性。以此次美国明确聚变监管框架为契机,全球制定聚变监管框架的国家必将如雨后春笋般涌现,这将是人类朝着安全、可靠且可持续的核聚变能源迈出的最重要一步,也将为我国的聚变能商业化企业带来重大发展机遇。

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