編輯丨coisini

最近一段時(shí)間，「能耗之困」成了人工智能（AI）領(lǐng)域的熱議話題，全球數(shù)據(jù)中心的電力需求呈爆發(fā)式增長(zhǎng)。作為一種可擴(kuò)展且安全的零碳能源，核能被認(rèn)為是一種可靠替代方案。

一方面，科技巨頭紛紛押注小型模塊化反應(yīng)堆；另一方面，初創(chuàng)公司在核反應(yīng)堆研究上也有了新的進(jìn)展。

最近，總部位于加利福尼亞的初創(chuàng)公司 Valar Atomics 宣布，已于太平洋時(shí)間 11 月 17 日上午 11 點(diǎn) 45 分實(shí)現(xiàn)「零功率臨界」。這一成果源于 Valar Atomics 與阿拉莫斯實(shí)驗(yàn)室（LANL）的合作項(xiàng)目 NOVA。LANL 為實(shí)驗(yàn)提供了運(yùn)行能力及一些關(guān)鍵技術(shù)支撐。

Valar Atomics 的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官 Isaiah Taylor 激動(dòng)地說道：「Valar Atomics 成為歷史上第一家成功分裂原子的初創(chuàng)公司?！?/p>

NOVA 項(xiàng)目

NOVA 項(xiàng)目由 Valar Atomics 與阿拉莫斯實(shí)驗(yàn)室內(nèi)華達(dá)國(guó)家核研究中心（LANL NCERC）合作展開，將進(jìn)行一系列針對(duì)高豐度低濃鈾三元結(jié)構(gòu)各向同性（HALEU TRISO）燃料堆芯的臨界實(shí)驗(yàn)。

NOVA 項(xiàng)目建立在 NCERC 早期工作的基礎(chǔ)上，包括 2024 年的 Deimos 臨界裝置實(shí)驗(yàn)。NOVA 堆芯的中心部分是一個(gè)石墨慢化、HALEU TRISO 燃料的核堆芯，由 Valar Atomics 建造，由 LANL 在 NCERC 的 Comet 臨界裝置上操作。該設(shè)計(jì)基于 Deimos 裝置，并采用了經(jīng)過驗(yàn)證的結(jié)構(gòu)和測(cè)量組件。

圖示：NOVA 核心渲染圖。

實(shí)驗(yàn)將在未來(lái)幾周內(nèi)繼續(xù)進(jìn)行，以評(píng)估 Valar Atomics 高溫氣冷堆設(shè)計(jì)的中子學(xué)行為和關(guān)鍵性能特征。

NOVA 的配置緊密模擬 Valar Atomics 的 Ward250 堆芯，該堆芯計(jì)劃根據(jù)美國(guó)能源部先進(jìn)反應(yīng)堆示范計(jì)劃 (ARDP) 于明年開始帶功率運(yùn)行。NOVA 使用與 Ward250 相同的燃料、慢化劑和反應(yīng)性控制方案，使 LANL 研究人員能夠在 Ward250 帶功率運(yùn)行之前收集高保真中子學(xué)數(shù)據(jù)并驗(yàn)證 Valar Atomics 的物理模型。

圖示：Valar Atomics 計(jì)劃于明年 7 月部署的 Ward 250 核反應(yīng)堆的效果圖。

「零功率臨界」意味著什么

在核裂變中，中子負(fù)責(zé)撞擊鈾等材料的原子核，原子核分裂會(huì)形成兩個(gè)新的原子核。因?yàn)檫@種裂變過程存在質(zhì)量損失，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，該過程會(huì)釋放能量。原子核裂變過程中會(huì)釋放出新的中子，而反應(yīng)堆臨界就是指核反應(yīng)堆內(nèi)中子產(chǎn)生率與消失率達(dá)到平衡，可以維持自持鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)的狀態(tài)。

零功率臨界，也稱「冷臨界」，是指核堆芯內(nèi)的鈾 - 235 發(fā)生自持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，但未達(dá)到滿功率運(yùn)行溫度，也未通過工質(zhì)主動(dòng)排出熱量。零功率臨界是核反應(yīng)堆在帶功率運(yùn)行之前的基礎(chǔ)里程碑。

零功率臨界使 Valar Atomics 能夠更深入地了解堆芯的中子學(xué)特性，并驗(yàn)證關(guān)于燃料、慢化劑、主動(dòng)反應(yīng)性控制和可燃毒物的假設(shè)。正如 Isaiah Taylor 所說：「零功率臨界是反應(yīng)堆的『第一次心跳』，證明了其物理原理的成立?！?/p>

NOVA 項(xiàng)目的成功為下一階段的帶功率測(cè)試運(yùn)行鋪平了道路，標(biāo)志著 Valar Atomics 向商業(yè)化規(guī)模、工廠化制造的核反應(yīng)堆邁出了決定性的一步。這些反應(yīng)堆將為重工業(yè)、氫能生產(chǎn)以及 AI 時(shí)代的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施提供零碳能源。

研發(fā)模式「輕量化」

Valar Atomics 的成果之所以亮眼是因?yàn)樗且患页鮿?chuàng)公司。

今年 5 月，美國(guó)能源部正式啟動(dòng)「先進(jìn)核技術(shù)加速試點(diǎn)項(xiàng)目」，并選出 11 家初創(chuàng)公司參與，重點(diǎn)支持 SMR、先進(jìn)燃料等多個(gè)方面。為了推動(dòng)企業(yè)在 2026 年 7 月 4 日前實(shí)現(xiàn)核臨界，加速核反應(yīng)堆商業(yè)化進(jìn)程，該項(xiàng)目簡(jiǎn)化了監(jiān)管流程、提供資金補(bǔ)貼、開放了先進(jìn)資源。

以往，初創(chuàng)公司開展核反應(yīng)堆研究面臨著一道高門檻：其核臨界測(cè)試必須申請(qǐng)美國(guó)核管會(huì)（NRC）的「商業(yè)反應(yīng)堆許可」，申請(qǐng)過程平均耗時(shí) 3-5 年，阻礙了行業(yè)的創(chuàng)新。

隨著 AI 基礎(chǔ)設(shè)施逐步成長(zhǎng)為「能耗巨獸」，傳統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)已無(wú)力支撐其可持續(xù)發(fā)展。核能，特別是新一代先進(jìn)反應(yīng)堆技術(shù)，為破解此困局提供了規(guī)?；?、清潔化的能源出路。

雖然達(dá)到零功率臨界狀態(tài)并不意味著反應(yīng)堆已具備發(fā)電能力，但作為一家今年年初才真正起步的初創(chuàng)公司，Valar Atomics 這一成果屬實(shí)值得關(guān)注。就在上周，Valar Atomics 宣布獲得 1.3 億美元融資。

從行業(yè)發(fā)展角度看，Valar Atomics 的成功預(yù)示著核反應(yīng)堆或?qū)⒆呦蜓邪l(fā)模式輕量化：科技公司聚焦核心技術(shù)，大型實(shí)驗(yàn)室提供基礎(chǔ)設(shè)施。這種研發(fā)模式不僅有望顯著降低先進(jìn)核能技術(shù)的時(shí)間成本，還將為 AI 等高能耗行業(yè)打下能源基礎(chǔ)。

參考內(nèi)容：

https://www.valaratomics.com/docs/Project-Nova

https://gizmodo.com/california-startup-claims-historic-first-in-fission-reactor-milestone-2000687547

https://finance.sina.com.cn/jjxw/2025-11-11/doc-infwyqee2209229.shtml?froms=ggmp

https://nnsa.mee.gov.cn/ztzl/haqshmhsh/hyfsaqkp/kptw/202406/t20240624_1076612.html

https://www.ccnta.cn/article/22697.html

https://x.com/isaiah_p_taylor/status/1990535382438719825?s=20