82岁伯克利物理学家理查德与女儿莉兹创立Deep Fission,推出深埋地下一英里的微型反应堆方案,瞄准数据中心供电需求,已获美国能源部支持启动试验。 ## 1. 项目核心:深埋地下一英里的极简低成本微型反应堆 核心设计为钻探直径30英寸、深一英里的井孔,置入微型反应堆煮沸地下水,以蒸汽驱动汽轮机发电,采用闭环冷凝回注系统节约水资源。 单口井可发电15兆瓦,满足1.2万户家庭用电;70口井集群可满足吉瓦级人工智能数据中心供电需求,发电成本约为每千瓦时6美分。 成本远低于传统核电站,因为深埋设计可利用水的重力提供压力,省去占传统核电站成本80%的混凝土及钢制压力容器。放射性区域被隔绝在井底,升至地面的蒸汽无安全隐患。 ## 2. 项目进展:获资本与政策支持,进度领先同类初创企业 该项目2022年由父女徒步构思成型,目前已完成1.22亿美元融资,估值达10亿美元,已被纳入美国能源部新一代反应堆试点计划。 公司计划2026年融资推进试验反应堆建设,若获核管会快速审批,有望2027年实现商业化供电,比其他获得美国能源部支持的反应堆初创企业提早数年。 首座试验钻井已在堪萨斯州帕森斯市获批的重工业园区启动,父女已推动两家相关公司完成反向并购,即将挂牌上市。目前已收到潜在数据中心客户总计800座反应堆、12.5吉瓦装机的合作意向。 ## 3. 技术逻辑:依托核废料处理经验,安全设计降低风险 该设计的灵感源自父女此前创立的核废料处理公司Deep Isolation,该公司已证明可将核废料安全深埋地下处置,2021年成功在半英里深的水平井道放置并回收乏燃料棒容器,去年实现600万美元营收。 主创测算,地下一英里深埋设计可将泄漏风险降至极低:即便遭遇地震,辐射物质需50万年才能渗透1000英尺,泄漏量不足以污染地下水;乏燃料用完后可直接就地用水泥岩石混合物密封永久封存。 ## 4. 项目背景:适配新用电需求,面临局部民意反对 全球人工智能产业发展带动数据中心用电需求激增,亟需低成本清洁的新型能源解决方案,现有同类型新一代反应堆项目均为传统地面反应堆的改良版本,Deep Fission方案更具创新性。 项目落地所在地帕森斯市的部分民众因安全风险反对项目,但地块已预先划定为核能重工业用地,若获联邦及州级审批,项目推进不会被民众阻拦,当地部分官员将其视为城市发展的重要机遇。
知名物理学家和女儿将微型核反应堆深埋地下一英里
2026-06-26 17:29

知名物理学家和女儿将微型核反应堆深埋地下一英里

本文来自微信公众号: 福布斯 ,作者:Forbes


十余年来,伊丽莎白·穆勒与父亲每周都会徒步两次,穿行于加州伯克利的山间,途中也会停下来喝喝咖啡、畅谈创意。“我们总能碰撞出灵感的火花。”理查德·A·穆勒(Richard A.Muller)说道。他在33岁前便研发出现代碳定年法,可测定古动植物遗骸的年代,38岁斩获麦克阿瑟基金会“天才奖”。如今,这位已在加州大学伯克利分校执教40年的82岁物理学家即将在商业领域发挥重大影响力——这要归功于他颇具商业头脑的女儿,还有父女俩无数次的徒步畅谈。


47岁的莉兹表示:“核能向来能引发各方的激烈情绪。我在伯克利长大,身边的老师与友人都反对核能,这座城市也曾划定为无核区。”她早年也对核能持抵触态度,即便身边有位曾与罗伯特·奥本海默(Robert Oppenheimer)研发首枚原子弹、待他如孙女的大人物——他就是父亲的导师、诺贝尔奖得主路易斯·阿尔瓦雷茨(Luis Alvarez)。从加州大学圣迭戈分校毕业后,她于1999年前往巴黎,在欧洲高等商学院攻读硕士学位,随后在当地从事国际金融工作长达八年。在法国,人们普遍支持核能,视之为“应对全球变暖的清洁可靠方案”。这段经历让她改变了想法,回到伯克利后,她决心借助父亲的专业智慧深耕核能领域。



2022年,父女二人在徒步途中构思出核能初创公司Deep Fission的核心方案。该理念十分简洁:向地下钻探直径30英寸、深一英里的井孔,注水后放入微型核反应堆。反应堆将井底的水煮沸,蒸汽通过专用管道输送至汽轮机发电。单口井孔发电量可达15兆瓦,足以供应1.2万户家庭用电;部署70座井孔的集群发电,便可满足一座吉瓦级人工智能数据中心的用电需求。


一旦投入运营,成本应该也会很低廉,据穆勒父女测算约为每千瓦时6美分。这是因为将反应堆深埋地下,就可借助160倍大气压的作用,无需建造混凝土建筑和厚重的钢制容器,而这些部分可占传统核电站成本的80%。理查德解释道:“我们利用水的重力,为反应堆提供所需压力。”


去年8月,美国能源部将Deep Fission与其他九家公司纳入反应堆试点计划(Reactor Pilot Program),快速测试新一代更易建造的小型反应堆。美国能源部核事务副助理部长瑞安·巴兰(Rian Bahran)表示:“数据中心用电需求激增,亟需全新的能源解决方案。”其他参与计划的反应堆虽各有创新,但均为传统地面反应堆的改良版本。


目前,莉兹担任Deep Fission首席执行官,理查德出任首席技术官,公司已完成1.22亿美元融资,最新一轮融资后估值达10亿美元。莉兹持有公司19%股份,理查德持股10%,Palantir联合创始人、亿万富豪乔·朗斯代尔(Joe Lonsdale)的风投机构8VC持股8%。公司计划于今年进行股权融资,用于研发工作与耗资8400万美元的试验反应堆建设,力争实现核反应堆临界状态,即自持链式裂变反应。(特朗普政府已设下目标,希望在7月4日前能有三座新反应堆达到临界状态,但穆勒父女并未对此作出承诺。)若能获得美国核管理委员会的快速审批,公司有望在2027年实现商业化供电,比其他获得美国能源部支持的反应堆初创企业提早数年。这些企业包括市值83亿美元、正在爱达荷国家实验室建造首座反应堆的Oklo,融资1.36亿美元、同样落地爱达荷的Aalo Atomics,在犹他州筹备反应堆、募资1.5亿美元的Valar Atomics,以及在田纳西州橡树岭建设反应堆、计划为谷歌数据中心供电的Kairos Power。


Deep Fission首座试验钻井位于人口9400人的堪萨斯州帕森斯市,地处占地1.4万英亩的大平原工业园区内,该园区曾在二战期间用于弹药生产。14年前,联邦政府将这片土地移交公私合营机构管理,划定为重工业用地,允许开展核能相关项目。


工作之余,莉兹·穆勒热衷跳萨尔萨舞。图片来源:CODY PICKENS FOR FORBES


Deep Fission的30英寸井孔将深入地下一英里的坚硬岩层,井下会放入反应堆容器,内置四个标准5%浓缩铀燃料组件,移除能吸收中子的控制棒,便可远程启动并加快裂变链式反应。放射性区域被隔绝在井底,因此升至地面的蒸汽无安全隐患。该闭环系统可将冷凝蒸汽回注井孔,有效节约水资源。理查德表示:“这可能是人类所能构想出的最简易的反应堆设计。”


通往极简设计的道路并非一帆风顺。


理查德退休后,父女二人曾成立一个研究气候变化的非营利机构。他最初曾是这个问题的质疑者,但最后认识到这一问题确实存在,并认为有效的减排路径就是在美国等发达国家推广核能,在其他国家推动能源结构转型,推广排放量比煤炭少一半的页岩气。穆勒父女曾与壳牌石油前总裁合作成立企业,计划与武汉大学研究人员开展钻探试验合作,但相关计划未能落地。


合作虽未达成,却让这位退休教授萌生了创业的想法。理查德坦言:“我发现自己十分享受创办营利性企业,以更高的灵活性和效率推进项目的状态。”


他还深入了解了地质与钻井领域的知识。得知美国能源部研究利用井孔处置核废料后,他萌生了新想法。2016年,穆勒父女创立专注核废料处理的Deep Isolation,公司已完成6000万美元融资,最新估值2亿美元。2021年,团队成功在半英里深的水平井道中放置并回收乏燃料棒容器。据他们测算,2200个井孔即可容纳全美核反应堆废料。但这一计划的推进需要美国国会修订1987年的一项法案,从而解锁510亿美元核废料基金。该基金是由核电税收积累而来,原计划用于内华达州尤卡山核废料处置库的建设(但始终未完工)。在此期间,Deep Isolation与保加利亚、克罗地亚政府合作,处理苏联时期反应堆废料,去年实现600万美元营收。


Deep Fission的首期钻井工作已在堪萨斯城以南两小时车程的帕森斯市启动。图片来源:DEEP FISSION


2022年,一位废料处理业务的意向客户询问,倘若将新燃料棒置入井孔,是否会引发临界裂变反应,这促使理查德开始研究在井孔放置反应堆的可行性。他发现标准燃料组件无法达到临界状态,但增加铀原料后则有望实现。更具价值的是,一旦达到临界状态,周围岩层可承受由此产生的压力与温度,从而降低安全风险。穆勒父女就此创立Deep Fission公司,莉兹感慨:“我们仿佛是受到了宇宙的指引。”


理查德用自己的养老钱维持公司运营,直至外部资本陆续注入。帕布罗斯·霍尔曼(Pablos Holman)作为天使投资人对公司进行了早期投资,他看好其设计理念快速通过监管审批和落地部署的潜力,称之为“获批黑科技”。十年前,霍尔曼曾在比尔·盖茨投资的TerraPower参与反应堆设计,该公司成立18年后,才于今年3月从美国核管理委员会处获得840兆瓦反应堆的建设许可,预计2032年投运。


穆勒父女也在加速推进上市计划。


去年,莉兹主导Deep Fission与Deep Isolation两家公司通过反向并购借壳上市,即将完成公开挂牌。谈及潜在客户,穆勒父女表示,数据中心开发商已表达合作意向,需求量总计800座反应堆,总装机容量12.5吉瓦,超过纽约市用电总量。莉兹称:“我们必须加快建设步伐,满足数据中心用电需求,以免他们转向其他能源方案。”此外,企业还在对接美国国防部项目,为军事基地研发微型反应堆。


那么是否存在安全隐患呢?理查德认为风险极低。2021年,他与四位地球物理学家联合发表论文,测算结果显示,即便遭遇地震,反应堆深埋在地下一英里,辐射物质需50万年才能在岩层中渗透1000英尺,泄漏量不足以污染地下水。“井孔设计解决了所有难题,被地下一英里岩层包裹的环境,是反应堆最安全的选址。


然而,并非所有帕森斯市民都认可这一项目。当地居民玛乔丽·雷诺兹(Marjorie Reynolds)在2月组织了一场公开活动,反对Deep Fission的计划。她对与会的一小群听众说:“承担风险、承受后果的是我们本地民众。”但大平原工业园区执行董事布拉德·里姆斯(Brad Reams)表示,该地块已规划用于核能,Deep Fission获得联邦与州政府审批后,民众将“没有什么渠道阻拦项目推进”。而当地部分官员则持积极态度,市政委员、前市长汤姆·肖(Tom Shaw)表示:“这对帕森斯而言是跨时代的机遇,我们应当敞开怀抱。”


穆勒父女自然早已规划好地底反应堆乏燃料棒的安全处置方案。无需将乏燃料棒取出,只需注入水泥与岩石混合物密封井孔,让其永久封存于地下即可——用理查德的话说,“地球都感受不到它的存在。”


本文译自:


https://www.forbes.com/sites/christopherhelman/2026/04/02/acclaimed-physicist-and-his-daughter-are-burying-tiny-nuclear-reactors-a-mile-underground/

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