美國初創企業 Ampera 在佛羅里達州棕櫚灘花園的創新中心舉行活動,首次公開了其號稱全球首個 3D 打印核反應堆模塊。公司創始人兼 CEO Brian Matthews 在現場展示了這臺原型微堆,其核心特徵是採用 3D 打印的碳化硅反應堆堆芯與壓力容器,摒棄了傳統制造工藝。
Ampera 正在開發一種次臨界、固態、工廠預製型釷基核反應堆。所謂“次臨界”,意味著燃料本身無法自行維持鏈式反應,從設計上杜絕了功率失控的風險;“固態”則指燃料為固體形態,而非液態。其燃料方案採用 TRISO 顆粒——以釷為內核、外覆多層陶瓷與碳層。由於釷-232 本身不是易裂變材料,需吸收中子後經一系列衰變才生成可裂變的鈾-233,因此 Ampera 的設計中包含一個專有的中子驅動器,用於提供穩定的外部中子源以啟動並維持運行。
堆芯結構被描述為球形整體式陀螺體芯,這種複雜幾何形狀能在有限體積內提供巨大表面積,極利於熱傳導,但傳統制造方式難以實現,這正是 Ampera 引入增材製造的原因。公司宣稱,該堆芯設計可在不換料的情況下持續運行長達 30 年。
在供電能力上,Ampera 規劃的系統可根據配置提供 15 兆瓦或 30 兆瓦電力,足以覆蓋一座典型數據中心的用電需求,未來還將推出更大功率版本。公司發言人對媒體表示,發電部分最早可能在 2027 年面市,而核模塊本身預計在 2030 年左右向客戶交付,前提是獲得監管批准。
Ampera 的佈局不止於技術演示。今年 6 月,公司已在澳大利亞設立子公司以鎖定釷資源供應,並計劃在美國本土自主生產 TRISO 燃料內核。Matthews 當時稱,此舉旨在規模化過程中保障燃料供應並降低價格波動風險。
從應用場景看,數據中心是 Ampera 明確瞄準的核心市場。與此同時,國防領域同樣表現出對微型反應堆的興趣——美國空軍部今年早些時候已宣佈,正研究在三個基地部署微堆,以提升電網中斷時的能源韌性。若 Ampera 能交付可靠產品,離網軍事基地也將成為潛在客戶。
對 AI 產業而言,算力基礎設施的能源約束正日益突出。一座中型數據中心動輒消耗數十兆瓦電力,且對供電穩定性要求極高。釷基微堆若能在 2030 年前後實現商用部署,將為數據中心運營商提供一種不依賴電網、零碳排放、可工廠預製並快速部署的基荷電源。不過,這條路徑仍面臨核監管審批、供應鏈成熟度以及公眾接受度等多重挑戰,距離真正為數據中心供電還有數年驗證期。