美军的危险游戏：机动式核反应堆

张贵余

1月中旬，美国国防部发布的一份“信息征询书”披露了名为“二锂项目”的计划，该计划旨在研发一种能快速机动的核反应堆，以便随时将其运往前线，为部队提供近乎無限的电力。该计划的支持者乐观地相信，机动式反应堆“有潜力全面改变大国之间的战略游戏”。

安全性比机动性更要紧

美国陆军对核能的兴趣始于1950年代。从那时至今，美国陆军至少建造并运行了8个小型核反应堆，测试结果喜忧参半。最糟糕的事件发生在1961年，当时，位于爱达荷州的SL-1反应堆堆芯熔化并发生爆炸，导致3名操作人员死亡。虽然同类反应堆没再出过事故，但可靠性一直存疑。冷战结束后，类似的项目偃旗息鼓。如今，新一代核设备供应商正在四处推销更便宜、更安全的小型核电站。或许是受此启发，五角大楼试图重新涉足这一领域。

美国国防部官网发布的信息显示，“二锂项目”寻求发电量为1兆瓦至10兆瓦反应堆的“创新技术和方法”，设备总重量不得超过40吨;体积要足够小，能用卡车、船舶和飞机运输;能在不补充燃料的情况下连续运行3年，并实现半自动操作。

更大的挑战在于满足安全标准。征询书强调，反应堆应采用“固有的安全设计”，以确保“在各神故障下，（堆芯）熔毁在物理上不可能发生”“堆芯破裂造成的污染不能对公共安全产生风险”，而且“一旦遭到袭击，对附近人员造成的损害最小”。

长期关注核安全的美国“原子能科学家公报”网站认为，部署在前沿基地的核反应堆很容易成为敌人的靶子。2018年，一份由美国陆军副总参谋长委托撰写的报告承认，如果需要大量资源来保护反应堆及其支持系统，这些设备可能成为包袱而非资产。

美媒继续分析说，“安全性”一直是核工业发展的关键词。但直到今天，没有任何人敢担保，暴力破坏反应堆堆芯不会造成放射性污染。运行中的反应堆本质上是一个装满浓缩放射性物质的容器，也就是潜在的“脏弹”。同时，反应堆的“续航时间”越长，核裂变产物的数量越多，这些物质泄漏的风险就越大。因此，要研制机动式反应堆，必须进行大量验证，以了解其被攻击后有多少辐射会泄漏，以及会扩散多远。

现有技术方案破绽众多

新发布的项目还没接到投标，但2018年的报告已经指明了若干潜在方案。其中之一是高温气冷反应堆，它的最大亮点是采用了三结构各向同性（TRISO）燃料。TRISO燃料由涂有特殊材料的小颗粒铀组成，裂变产物大部分被外层材料裹住而不至于外泄。

TRISO燃料的鼓吹者声称，这种反应堆无需笨重的屏蔽设施，可以设计得很小巧，便于运输。军方的报告赞成这种观点，称无论是在正常操作中还是在发生意外时，“包覆式核燃料”都有助于“避免放射性易挥发元素的释放”，防止周围地区遭受污染。

然而，按照“原子能科学家公报”的说法，TRISO燃料并非毫无破绽。例如，当燃料温度上升到1600摄氏度以上，裂变产物会迅速增加，有失控风险。再者，气冷反应堆普遍要用到石墨，而1986年前苏联切尔诺贝利核电站的大火正是易燃的石墨造成的。

双重标准或引发核竞赛

外媒关注的最后一个议题是，机动式核反应堆带来的核扩散风险。1月18日公开的第一版“信息征询书”规定，反应堆燃料必须是高丰度低浓缩铀（浓度比民用核设施的5%高，但低于制造核弹所需的20%）。讽刺的是，美国《大众机械》杂志网站指出，美国一直指责伊朗储存高丰度低浓缩铀，说后者缺乏履行伊核协议的诚意：若美军执意推进“二锂项目”，恐怕会刺激其他国家增产核燃料，乃至建造军用核反应堆。

更令外界不安的是，1月22日，五角大楼对“信息征询书”进行了修改，条款中不再包含有关核燃料浓度的细则，相当于为使用高浓缩铀当燃料的核反应堆开了绿灯。美媒称，这无疑是危险信号，美国国防部可能是在嫉妒美国航天局，后者正在开发一种小型高浓缩铀燃料反应堆，为外层空间任务提供动力，却对核扩散的风险视而不见。

考虑到不确定的战略价值、相当高的技术难度、引发国际军备竞赛的潜在风险，该如何理解美军在冷战结束30年后重新对“迷你”核反应堆产生兴趣呢？《大众机械》文章提到，这个项目背后或许有私营企业的推手，但主要动力还是来自美军自身：随着五角大楼重新将“大国对抗”视为第一要务，前线部队迫切需要大功率雷达、通信设备乃至能量武器以抗衡同量级对手，为了填饱这些高耗能装备的胃口，难免有人想到把核电站送上前线。

“原子能科学家公报”警告，这种反常举动无助于增进美国的国家安全，还可能使作战部队承担额外风险，希望美国国防部早日意识到这一点，在数十亿美元打水漂前收手。