美國軍方與NASA轉向核微反應爐 為偏遠基地與深太空供電
重點速覽
- •Antares於6月啟動其Mark-0微反應爐,成為川普政府試點計畫競賽中首家實現臨界反應的參與者。
- •國防部於9月撥款1.61億美元給Antares開發與太空船整合的R1-S反應爐,創辦人暨執行長Jordan Bramble目標最早於2030年將其送上月球。
- •陸軍的Janus計畫於8月宣布22億美元補助,計畫在2030年代初期之前資助20座微反應爐部署於本土48州基地,以驗證可靠性並在電網故障期間維持關鍵作業運作。
- •Janus補助最大受益者Radiant正在開發可運輸的1百萬瓦Kaleidos反應爐,可三年不需補給燃料,而柴油發電機每一到兩天就需補給。
- •General Atomics的氣冷GA-TES反應爐可在5至20百萬瓦間擴展,首座位於德州胡德堡,每四到六年才需補給一次燃料。

以新一代反應爐為人工智慧熱潮供電的新核能時代推動仍屬可行,但目前挺身而出、加速發展更小型核技術——即所謂微反應爐——的是美國軍方與NASA,目的在為偏遠基地供電、革新作戰方式,並為深太空探索提供動力。
隨著資料中心熱潮略為降溫、核能炒作退燒——股價下跌、IPO計畫取消——聯邦政府正加碼資金,支持在2028年前於國內軍事基地部署微反應爐。初步計畫最終將其應用範圍延伸至氣候嚴峻地區的偏遠設施,可能鄰近戰區,最終更將拓展至月球基地與太陽系外緣。
Antares率先達成臨界
今年6月,核能新創公司Antares成功啟動其Mark-0微反應爐,在川普政府下一代反應爐試點計畫的競賽中率先實現臨界反應。
接下來,Antares目標在2028年9月前,於北卡羅來納州的美國陸軍布拉格堡安裝其1百萬瓦R1反應爐。更具雄心的是,創辦人暨執行長Jordan Bramble計畫最早在2030年將R1-S(「S」代表「太空」)送上月球。今年9月,國防部撥款1.61億美元給Antares,開發與太空船整合的R1-S反應爐以取得飛行認證。太陽能與放射性同位素被視為月球上較短期的電力方案,核微反應爐則被視為永久解決之道。
「我們需要核分裂動力才能在月球背面運作,」Bramble告訴《Fortune》。「核分裂將是我們在軌道上執行高功率任務的最佳途徑。如果我們要將登陸器送往木衛二、土衛二與海衛一(木星、土星與海王的衛星),並嘗試在冰層下尋找微生物生命,我們很可能需要核分裂動力才能做到。」
其概念是提供靈活且可靠的基載電力,乾淨、不會爐心熔毀,且對有限電力用途而言相對敏捷。當然,這項技術仍需在商業現場獲得驗證,而不只是實驗室測試。歷史上最接近的應用案例是海軍——數十年來——操作核動力潛艦與航空母艦,以避免頻繁補給燃料。
「我們從一開始就相信,國防部會是先進核能的第一個採用者,」Bramble說。「這一點現在已經很顯了。」
Janus計畫與陸軍的押注
短期內,美國陸軍正與Antares、Radiant、General Atomics等公司合作,在其最大的本土48州基地安裝微反應爐,以驗證其可靠性,並保護關鍵國防基礎設施免於電網故障影響。這項名為「Janus計畫」的行動於8月宣布了22億美元的補助。
Janus補助的最大受益者是微反應爐新創公司Radiant,該公司專精於可運輸的1百萬瓦反應爐——足以為約750戶家庭供電——僅佔用「三個停車位」的空間。
Radiant營運長暨總裁Tori Shivanandan表示,Radiant對其1百萬瓦Kaleidos系統的雄心遠不止於本土48州及其在喬治亞州班寧堡與科羅拉多州巴克利太空軍基地的首批項目。
「美國在支援國際部隊部署方面一直很吃力,而且不僅限於重大衝突,」Shivanandan告訴《Fortune》。「如果你在調動部隊,並希望防禦系統保護部署在海外的部隊,你還必須確保擁有保衛部隊所需的電力。」
今年的伊朗戰爭顯示,美軍在中東乃至更廣泛地區的基地都容易受到無人機攻擊。她說,燃料護送車隊歷來也容易暴露。她補充,較小、更機動且不需要如此頻繁柴油補給的基地是潛在解決方案。
「柴油發電機每一到兩天就需要補給一次。在過去中東的衝突中,這些是我們對手的最大目標,因為燃料車隊會形成可預測的路線,」Shivanandan說。「我們的機組三年不需要補給。」
陸軍的觀點
陸軍最高能源官員Jeff Waksman喜歡引用一句流行的軍事格言:「外行談戰術,內行談後勤。」
受過核物理學家訓練的Waksman正領導Janus計畫以及更早的可運輸核反應爐「Pele計畫」。「展望未來的戰爭,它正變得越來越電氣化,」他告訴《Fortune》,並提及無人機作戰等。
「我們有許多應用場景,能夠擁有大量電力、長時間不需要補給燃料,而且能以相當可運輸的方式做到,這可能絕對會改變遊戲規則,」他說,並指出Janus是羅馬神話中新開始與轉變之神。「所以,我們正努力讓美國在這些微反應爐上引領全球。」
陸軍的目標是加速微反應爐取得商業成功,從而使其更經濟、對軍方更有用。畢竟,沒有公司願意購買最初幾台經濟上不可行的產品,因此陸軍先在財務上介入,再協助規模經濟接管。Janus計畫規劃在2030年代初期之前,資助20座微反應爐用於本土48州基地。
之後,「我們當然在思考,要將反應爐移往更嚴酷的環境需要什麼條件,」Waksman說,並提及北極或太平洋島嶼等具戰略價值的位置,可為飛彈防禦系統等供電。但他還不準備將微應爐推向戰區附近。「我們目前沒有任何將這些反應爐帶入衝突區的計畫。我們要把這點說清楚。
「你可以預見未來潛在改變遊戲規則的能力,」他說。「但我們需要先看到這些反應爐在本土48州安全且經濟地運作。」他提醒陸軍——或大眾——不要操之過急。「讓反應爐以低功率運轉五分鐘是一回事;讓反應爐達到全功率運轉又是另一回事,目前還沒有人用這些微反應爐做到過。」
同樣清楚的是,軍方視核能為未來最可靠、最穩定的電力來源。初步目標不是為整個基地供電,而是聚焦於必須在電網停電期間持續運作的關鍵作業,尤其是在AI時代與網路安全威脅日增的當下。微反應爐將作為永久電力來源,而不僅是備用發電。
「大部分電力並不一定是我們認為的關鍵、作戰關鍵。如果大家吃不到午餐,那是個問題,但那不屬於國家安全關鍵,」Waksman說。「我們聚焦的是這些設施中的關鍵作業。」
競爭路線
雖然下一代核能的許多領頭羊是新創公司,已有71年歷史的General Atomics也打算以升級版商用TRIGA訓練與研究反應爐開創新局,該反應爐最初於1950年代後期開發。
General Atomics的GA-TES(戰術能源系統)反應爐可視需求從5百萬瓦擴展至20百萬瓦,首座位址選在德州胡德堡。
General Atomics核子技術與材料副總裁Christina Back大致同意Antares的Bramble的看法,即核能的強勁商業需求將落在光譜的兩端:大型下一代反應爐,如西屋1.1十萬瓦(1.1吉瓦)的AP1000,以及微反應爐。開發中的中型小型模組化反應爐(SMR)可能難以找到足夠買家。
GA-TES反應爐採氣冷設計,因此不必像傳統輕水核電廠一樣設置在水邊。
「這對偏遠地區很合適。把燃料運到那裡要花很多錢,你不會想一直運煤或天然氣什麼的,」Back說,並舉從關島到阿拉斯加等地為例,同時指出General Atomics的系統每四到六年才需補給一次燃料。
微反應爐公司彼此競爭,並不忌諱相互批評,即使不指名道姓。Back說,General Atomics不需要參與川普政府的臨界競賽,因為TRIGA測試反應爐已經過近70年的驗證。
Back也表示,1百萬瓦反應爐似乎沒有意義,因為陸軍需要更大的基地電力,而商業需求有限。她補充,將微反應爐帶入戰區並不實際,因為架設與拆卸需要許多天。
她說,General Atomics定位穩固,不需要自我吹捧。「作為一家公司,我們不需要擔心下一輪新創A輪融資,所以我們對發言非常謹慎。」
Radiant和其他公司當然不同意。Radiant的Kaleidos專注於成為最易運輸的系統,而大多數微反應爐系統設計為長時間固定在一處——儘管它們也可以移動。Shivanandan表示,她最感到「困惑」的是那些需要在地下挖至少50英尺深坑的微反應爐公司。
「一旦你在地上挖洞把反應爐放進去,那裡就永遠是核設施了,」Shivanandan說。「你把地埋系統的客戶範圍侷限到幾乎只剩公用事業公司。沒有其他客戶願意永遠成為核能禁地,因為商業環境變化實在太快。」
競爭對手們確實同意的一點是,他們對川普政府加快核能項目許可的努力,以及國會兩黨支持度的提升感到振奮,尤其是2011年日本福島核災已逐漸淡出人們的記憶。
「我們傾向於非常保守,因為核能產業承受不起一次事故,」Back說,隨後又補上一句嘲諷:「我們比那些急著展示技術可行的1百萬瓦新創公司多花了一點時間,因為我們在建造經得起時間考驗的東西。」
本文最初刊載於 Fortune.com。