核能復兴七部曲：锤兽二圣！8家新世代核分裂技术公司大评比

　　在《核能復兴四部曲：8家第四代核分裂技术公司之华山论剑》的表格中，你可以轻易看出有三种新世代核分裂技术路线，分别是快中子反应炉、传统水冷、TRISO燃料。

三种新世代核分裂技术路线

　　快中子是U-235/U-238大小通吃，传统水冷是不变应万变坚持传统稳健，我们今天介绍第三种技术路线以及其中的锤兽二圣Kairos Power及X-energy公司。

新世代核分裂技术路线三：TRISO燃料

　　TRISO燃料(Tristructural Isotropic fuel)号称是当今世上最坚固、最安全的核燃料，仅有罂粟种子大小，常说芝麻大小来形容微不足道，可芝麻还比罂粟种子大三、四倍，用粒形容嫌太大，用沙感觉较传神。

　　TRISO燃料像沙，里面的核心HALEU（註一）就像粉，即铀碳氧(UCO)，核心外包裹着四层陶瓷材质（多孔碳缓冲层、内层热解碳、碳化硅 SiC、外层热解碳），球形已是最强的力学结构，坚硬的陶瓷燃料加上多层超强材料，等于自带迷你围阻体(Confinement)，比传统燃料的抗中子辐射、抗腐蚀、及抗氧化更强，能承受1,600 °C以上的高温而不熔毁，将放射性分裂产物牢牢锁死在颗粒内部，堪称三道伏魔金刚粟。核电厂最大的梦魇就是炉心熔毁，防止放射性物质逸出，得靠燃料、护套、反应炉体、围阻体建筑等联合深度防禦。万一这天罗地网都拦不住，洩到厂外，那至少是三哩岛级的惊天头条。而TRISO横练三昧真火也烧不透的金钟罩铁布衫，完全不会炉心熔毁，核电厂的设计自然更精简瘦身。

　　当然利弊相生，TRISO锁住的还有极长半衰期的锕系同位素，可以是埋存万年的处置，也可作再生核燃料，但这封印太强大了，要从TRISO废燃料回收有用物质完全不划算，正因如此，TRISO废燃料中萃取钸也是困难重重，在防窃限核武扩散的机制上，又加了断龙石。

八家新世代核分裂技术公司大评比

Kairos Power：谷歌钦点黑马

　　华山榜上，若说OKLO及TerraPower是状元榜眼，那麽探花只能是谷歌钦点的Kairos Power。採用了科技界锺爱的快速迭代硬体开发模式，在2024年底与谷歌Google签署了全球首项大规模购电协议，因而声名大噪。

　　谈起3D列印，很多人脑海就会浮现那超萌公仔或是植牙的皓齿，而Kairos Power可不是小打小闹玩家家，而是利用大尺度的3D列印来製造建筑模板及反应炉的抗辐射屏蔽等。3D列印的碳纤维强化聚合物模板，可将传统模板製造数週到数月的工期压缩到几天，大幅缩短浇置混凝土结构的施工作业，越是形状刁鑽的模板，3D列印的一视同仁优点更能发挥得淋漓尽致。混凝土品质是七分模板，三分灌浆，模板不只是把混凝土框起来的壳，更直接决定了结构的安全性、耐久性、外观以及造价，而土建更是传统核电厂施工最耗时的部分。

　　核电厂除了巨大的土木施工外，另外最重要的就是核电心脏的核反应炉了，对于厚重的不锈钢炉体，Kairos Power电子束焊接独门绝技，品质与精度皆无以伦比，可将原本数天到数週的传统电弧焊工作，缩短成几小时，且能一次就完成深度穿透焊接，减少材料缺陷；热变形极小，无需繁複调整。

　　这巧妙地结合了最强的熔盐冷却与最硬的燃料球两种成熟技术，创造出全新的安全优势。位于美国田纳西州的Hermes示范炉正在紧锣密鼓地建设中，是美国半个世纪以来，首个获得核管会营建许可的非轻水反应炉。2024年起，谷歌便开始厂址筛选与供应链动员，目标是在2030年前上线为AI资料中心供电。谷歌已提供了关键的保证订单，预计2026-2027年Hermes将完工并展示发电能力，便可进入大规模商业部署。

　　Hermes对众女士言，可能是顶级的爱马仕名牌，但希腊神话中其实是轻巧飞速的众神信使，常压熔盐冷却省去厚壁管路和庞大围阻体，整体系统自然轻巧，3D列印及电子束焊接让关键的建厂工程更灵活工期更压缩，比起其他竞争对手自然飞速，天下武功唯快不破，再度见证。

　　儘管有谷歌加持，Kairos Power预计在 2030 年商转的路上，仍有待克服技术与供应链障碍，冷却盐需要高纯度的Li-7和铍，全球Li-7 的供应向来高度依赖俄罗斯与中国大陆，美国重建的自主产能、铍毒性的严格环安卫管控等，都是待考验的重大挑战。

　　虽然TRISO燃料的製造技术相对成熟，但上游原料HALEU的产能缺口仍是悬在头上的利剑。要知道，HALEU相当于製药产业上游的原料药，各燃料厂商进货后再加工製成各种剂型的核燃料，一旦HALEU缺货，就可能是决定核能復兴成败的关键。以第四代核能需要的HALEU，基本上美国产能是挂零，目前美国的HALEU或是从核武用的高浓缩铀稀释，或由核废燃料中回收，也仅够这些公司初步启动，真正大规模商转时，商业化供应链一定要起来，只要美国能源部的HALEU量产计画（註二）进度落后，将直接导致Kairos Power断粮。

X-energy：重工选择

　　电商之王Amazon与化学大帝Dow共同选择了X-energy，是目前高温气冷反应炉(High Temperature Gas-cooled Reactor, HTGR)的领跑者，X-energy 的战略是汽电共生，同时提供重工业高温製程热蒸气与电力。X-energy的一大特点就是氦气冷却，不会与任何物质发生化学反应，也不会燃烧，且能在750 °C 的高温下运作，并提供565°C以上的蒸汽，传统BWR/PWR仅约300 °C，在数兆美元的工业供热市场中X-energy将会横着走。

　　2025年是X-energy资金最充裕、落地最快的一年。继2024年Amazon Web Services (AWS)宣布投资X-energy后，2025年双方已锁定首批部署计画，在2030年代初期为AWS数据中心提供超过5 GW的电力。这解决了X-energy的长期订单问题；X-energy与Dow合作的美国德州Seadrift 厂区项目，已完成主要工程设计，将是全球首例为石化厂提供高温蒸汽的商用小型储能，预计每年可减少44万吨的碳排放。

　　就中子减速剂来说，Hermes也用石墨但主要靠氟盐减速，但高温气冷反应炉则完全用石墨（传统水冷式反应炉的减速剂是水）。这不是普通的铅笔芯石墨，而是需要极高纯度、能承受高中子辐射的核能级石墨，全球供应商屈指可数，随着各国许多高温气冷反应炉计画启动，产能堪虑。石墨品质也是高温气冷反应炉审查的重点，任何材料认证的延迟都会拖累工程的进度。

　　比起Kairos Power的燃料供应外包，X-energy有自己的燃料工厂，这是北美首座商业规模的TRISO燃料厂，确保了自身的燃料供应安全。但燃料厂所需的原料HALEU，是包括Oklo、TerraPower、Kairos Power、X-energy共同的软肋，若HALEU量产延宕，燃料厂也揭不了锅。

　　下一篇，我们来整理这八家公司的武力值，并做综合分析。

（註一）依U-235的浓化(Enrichment, (U-235)/(U-235 + U-238)%)程度，以20%为界，分为低浓缩铀(Low Enrichment Uranium, LEU)及高浓缩铀(High Enrichment Uranium, HEU)。高浓缩铀主要是军事用途，向来都是严格列管的国安重点，武器级的更是浓化到90%以上。民间核能发电的标准燃料用的低浓缩铀为3~5%，而新型的核燃料高质低浓缩铀HALEU则是5~19.75%，避开军事用红线。若说低浓缩铀是啤酒，HALEU便是葡萄酒、清酒、女儿红，高浓缩铀是高粱、伏加特、白兰地，而武器级高浓缩铀则是药用及工业酒精
（註二）当年的限核武扩散政策，基本上废掉了美国本土的浓化产能，而当今全球商业化生产主要是俄罗斯，因俄乌战争，HALEU路美国自己给断了，所以目前能源部不惜重金补贴企业建立铀浓化产能，务求在2030年达到HALEU的生产自主。但是浓化业者要的是长期真正的合约，而不是美国政府资助的鸡血，燃料支出在核电营运上只算是零头，浓化产能的投资庞大，而目前的买家只是新世代反应炉，资金还是每家续命的最大底气，尚且都需要政府的大力支援，公司不可能投入远超公司规模的燃料生产基础建设