美國能源部(DOE)核能辦公室5月24日表示，幾十家美國公司正在研究第四代反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)，這些反應(yīng)堆很快就會(huì)有各種尺寸。NE指出："這些反應(yīng)堆提供了更大的通用性，并可能在建造和運(yùn)營方面更加實(shí)惠。其中一些甚至可以幫助減少永久處置所需的廢核燃料的數(shù)量。"

然而，為了實(shí)現(xiàn)這一潛力，反應(yīng)堆開發(fā)商需要幫助 "在關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施和供應(yīng)鏈喪失之前降低這些清潔能源技術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)"。高級(jí)研究計(jì)劃局-能源(ARPA-E)是能源部一個(gè)定位獨(dú)特的辦公室，"專門支持可能從根本上改變美國人獲得、使用和儲(chǔ)存能源方式的早期技術(shù)"。三個(gè)ARPA-E計(jì)劃正在幫助先進(jìn)的核電成為現(xiàn)實(shí)。

核工業(yè)面臨的最大挑戰(zhàn)之一是按時(shí)按預(yù)算建設(shè)新的發(fā)電廠。ARPA-E的MEITNER計(jì)劃確定并開發(fā)新技術(shù)，以幫助降低建造先進(jìn)反應(yīng)堆系統(tǒng)的成本。有10個(gè)項(xiàng)目被選中來開發(fā)新的使能技術(shù)。這些創(chuàng)新包括通過新的模塊化或先進(jìn)的制造技術(shù)降低建造成本，以及通過機(jī)器人技術(shù)、自主控制和先進(jìn)的傳感器降低運(yùn)營費(fèi)用。

ARPA-E的GEMINA正在尋求將先進(jìn)反應(yīng)堆發(fā)電廠的固定運(yùn)行和維護(hù)成本比目前的機(jī)組大幅削減10倍。目前有九個(gè)項(xiàng)目正在為先進(jìn)的反應(yīng)堆設(shè)計(jì)開發(fā)數(shù)字雙胞胎或類似技術(shù)。團(tuán)隊(duì)正在利用人工智能、先進(jìn)的控制系統(tǒng)、預(yù)測(cè)性維護(hù)和其他尖端的突破，以幫助告知和優(yōu)化先進(jìn)核電站設(shè)計(jì)的運(yùn)行和維護(hù)程序。"總體目標(biāo)是使先進(jìn)反應(yīng)堆機(jī)群的固定運(yùn)行和維護(hù)成本達(dá)到每兆瓦時(shí)近2美元，使先進(jìn)核電站更加經(jīng)濟(jì)、靈活和高效。

最后，ARPA-E的ONWARDS旨在開發(fā)突破性技術(shù)，幫助促進(jìn)永久處置所需的廢舊核燃料數(shù)量減少10倍。11個(gè)項(xiàng)目小組專注于改進(jìn)燃料回收、核材料核算的保障措施，以及開發(fā)跨越多個(gè)反應(yīng)堆級(jí)別的高性能廢物形式。ONWARDS計(jì)劃實(shí)現(xiàn)先進(jìn)反應(yīng)堆廢物形式的全球后端處置成本在每兆瓦時(shí)1美元左右。

ARPA-E最近啟動(dòng)了一個(gè)單獨(dú)的計(jì)劃--CURIE，專注于改進(jìn)當(dāng)前反應(yīng)堆舊燃料的再處理方法的技術(shù)。"這些努力不僅可以減少需要處理的廢舊核燃料的數(shù)量，而且可以為新的快速反應(yīng)堆設(shè)計(jì)產(chǎn)生安全的國內(nèi)原料供應(yīng)"。

項(xiàng)目小組預(yù)計(jì)將在2022年10月被選中。