全球首台零功率验证堆实现自持链式反应，先进核能技术迈出关键一步

2025年3月14日，美国核能初创企业Antares Nuclear宣布，其位于爱达荷国家实验室的Mark-0试验反应堆成功达到临界状态。这一里程碑标志着该反应堆首次实现可控、自持的核裂变链式反应，为后续商业化小型模块化反应堆（SMR）的研发铺平了道路。

技术突破：零功率堆验证核心设计

Mark-0反应堆是一座零功率试验装置，额定热功率不超过100瓦。与传统核反应堆不同，零功率堆无需冷却系统或燃料包壳，其设计目标并非发电，而是精确测量中子物理特性、验证堆芯设计的理论模型。Antares的技术路线基于液态盐冷却的快中子谱设计，Mark-0则采用了缩比铀-235金属燃料组件，配合石墨反射层和液态铅铋合金冷却剂模拟回路。

“临界的达成意味着我们堆芯的中子增殖因子（k-eff）精确超过了1.0，且反应性控制完全在预期范围内。”Antares首席技术官玛丽亚·埃雷拉博士在新闻发布会上表示，“团队在24小时内完成了全部临界实验，包括控制棒价值标定、温度系数测量和停堆裕度验证，所有数据均与蒙特卡洛模拟结果吻合度超过98%。”

战略意义：加速先进核能商业化进程

此次临界实验是Antares公司“火鸟计划”（Project Firebird）的核心节点。该计划旨在开发一款名为“Antares-1”的模块化快中子反应堆，设计电功率50兆瓦，采用闭环金属燃料循环，可实现20年以上不换料运行。Mark-0的成功运行将直接缩短Antares-1的取证周期——公司计划在2026年向美国核管会提交设计认证申请。

行业分析师指出，在全球碳中和目标与能源安全双重压力下，先进核能技术正迎来新一轮投资热潮。Antares的液态金属冷却快堆技术具有高燃耗、低废物量、可增殖核燃料等显著优势。Mark-0独创的“自稳控制棒”设计——利用液态铅铋合金的热膨胀效应自动调节反应性——被认为是解决快堆安全问题的重要突破。

专家评价：开启核能技术新范式

麻省理工学院核科学与工程系教授、核能政策专家罗伯特·贾菲评价称：“零功率堆是连接理论与工程之间的桥梁。Mark-0的快速临界成功，表明Antares的团队在核物理计算和制造工艺上达到了极高精度。尤其值得注意的是，从项目启动到首次临界仅用时14个月，而传统实验堆通常需要3至5年。”

不过，他也谨慎指出，零功率堆验证主要聚焦于中子学性能，实际运行中的热工水力、材料辐照、设备可靠性等问题仍需要后续热功率堆（如Mark-1）来检验。Antares已宣布计划于2026年启动10兆瓦热功率的Mark-1原型堆建设，并选址于美国西南部。

未来展望：从实验室到能源电网

Antares首席运营官詹姆斯·柯克表示，公司已获得美国能源部先进反应堆示范计划（ARDP）的初期资助，并与多家公用事业公司签订了购电意向协议。按照路线图，首座商用Antares-1电站预计在2030年前具备运营条件，届时将为偏远地区、工业园和军事基地提供全天候清洁能源。

在全球核能领域，除Antares外，多家初创公司也在推进钠冷、铅冷、气冷等不同技术路线。Mark-0的临界成功，无疑为这场“第四次核能革命”增添了重要注脚。正如Antares官网首页所写：“我们不是在建造反应堆，而是在重塑能源的未来。”

（完）