美国初创企业 Ampera 在佛罗里达州棕榈滩花园的创新中心举行活动,首次公开了其号称全球首个 3D 打印核反应堆模块。公司创始人兼 CEO Brian Matthews 在现场展示了这台原型微堆,其核心特征是采用 3D 打印的碳化硅反应堆堆芯与压力容器,摒弃了传统制造工艺。
Ampera 正在开发一种次临界、固态、工厂预制型钍基核反应堆。所谓“次临界”,意味着燃料本身无法自行维持链式反应,从设计上杜绝了功率失控的风险;“固态”则指燃料为固体形态,而非液态。其燃料方案采用 TRISO 颗粒——以钍为内核、外覆多层陶瓷与碳层。由于钍-232 本身不是易裂变材料,需吸收中子后经一系列衰变才生成可裂变的铀-233,因此 Ampera 的设计中包含一个专有的中子驱动器,用于提供稳定的外部中子源以启动并维持运行。
堆芯结构被描述为球形整体式陀螺体芯,这种复杂几何形状能在有限体积内提供巨大表面积,极利于热传导,但传统制造方式难以实现,这正是 Ampera 引入增材制造的原因。公司宣称,该堆芯设计可在不换料的情况下持续运行长达 30 年。
在供电能力上,Ampera 规划的系统可根据配置提供 15 兆瓦或 30 兆瓦电力,足以覆盖一座典型数据中心的用电需求,未来还将推出更大功率版本。公司发言人对媒体表示,发电部分最早可能在 2027 年面市,而核模块本身预计在 2030 年左右向客户交付,前提是获得监管批准。
Ampera 的布局不止于技术演示。今年 6 月,公司已在澳大利亚设立子公司以锁定钍资源供应,并计划在美国本土自主生产 TRISO 燃料内核。Matthews 当时称,此举旨在规模化过程中保障燃料供应并降低价格波动风险。
从应用场景看,数据中心是 Ampera 明确瞄准的核心市场。与此同时,国防领域同样表现出对微型反应堆的兴趣——美国空军部今年早些时候已宣布,正研究在三个基地部署微堆,以提升电网中断时的能源韧性。若 Ampera 能交付可靠产品,离网军事基地也将成为潜在客户。
对 AI 产业而言,算力基础设施的能源约束正日益突出。一座中型数据中心动辄消耗数十兆瓦电力,且对供电稳定性要求极高。钍基微堆若能在 2030 年前后实现商用部署,将为数据中心运营商提供一种不依赖电网、零碳排放、可工厂预制并快速部署的基荷电源。不过,这条路径仍面临核监管审批、供应链成熟度以及公众接受度等多重挑战,距离真正为数据中心供电还有数年验证期。