在美国各地的核反应堆中心，一种新型铬涂层燃料正在被使用，使反应堆更加高效且更能抵抗事故。这种燃料只是麻省理工学院(MIT)与爱达荷国家实验室(INL)合作带来的众多创新之一——这一合作关系正在改变美国核能行业的发展轨迹。
在美国核能领域重新焕发活力的背景下，MIT的研究社区正致力于进一步开发下一代燃料，加速小型模块化反应堆(SMR)的部署，并实现太空中的首个核反应堆。
深度合作：MIT与INL的战略伙伴关系
MIT和INL的研究人员已密切合作数十年，这种合作形式多样，包括联合研究项目、学生和博士后实习，以及一项长期协议，允许INL员工在MIT校园进行研究和教学工作。MIT也是巴特尔能源联盟的创始成员，该联盟自2005年起代表能源部管理爱达荷国家实验室。
这种合作为MIT社区提供了解决美国核工业面临最大问题的机会，同时增强了INL的研究基础设施。
"爱达荷国家实验室是美国目前核能技术的主导实验室——这就是为什么MIT必须与INL携手并进，"MIT核科学与工程系的Battelle能源联盟教授Jacopo Buongiorno表示。"多年来，无数MIT学生和博士后在INL实习，2019年加强MIT与INL合作谅解备忘录已两次延长。"
MIT负责研究的副校长Ian Waitz补充道："MIT与爱达荷国家实验室的深厚合作历史使我们能够共同贡献实用技术，促进清洁、安全的核能发展。这清晰地展示了如何通过跨部门合作以及国家顶级研究设施之间的严格协作，推进美国的经济繁荣、健康和福祉。"
研究成果：从抗事故燃料到太空反应堆
MIT与INL的联合研究大多涉及新型核材料、燃料和仪器的测试与模拟。最大的合作项目之一是在2011年日本福岛地震和海啸引发的核事故后，全球推动更抗事故燃料的背景下进行的。
在一项涉及INL和核能行业成员的研究中，MIT研究人员帮助确定并评估了可近期部署的合金材料，这些材料不仅能增强安全性，还能提供更高的燃料密度。
"这些新型合金能够在异常情况下承受更具挑战性的条件，且不会与蒸汽发生化学反应，这在事故期间可能导致氢气爆炸，"Buongiorno解释道，他同时担任MIT核反应堆实验室科技主任和MIT先进核能系统中心主任。"这些燃料在反应堆中能够承受更大的损害而不会破裂，从而提供更高的安全裕度。"
在MIT测试的燃料最终被美国各地的发电厂采用，始于伊利诺伊州奥格尔县的拜伦清洁能源中心。
"我们还在开发新材料、燃料和仪器，"Buongiorno说。"人们不只是来MIT说，'我有一个想法，帮我评估一下。'我们与工业界和国家实验室合作共同开发新想法，然后将它们付诸测试，重现这些材料和燃料在商业动力反应堆中运行的环境。这种能力相当独特。"
另一个由MIT的Atlantic Richfield能源研究教授Koroush Shirvan领导的主要合作项目，分析了不同反应堆设计相关的成本，最终开发了一个开放源码工具，帮助行业领导者评估不同方法的可行性。
"目前美国没有建造任何核反应堆的原因是成本和财务风险，"Shirvan说。"这些项目的预算超出了两倍，时间延长了1.5倍，所以我们做了很多工作来评估风险驱动因素。此外，还提出了许多不同类型的反应堆，我们也研究了它们的成本潜力，以及如果能够大规模生产，这些成本会如何变化。"
Shirvan的其他INL支持研究涉及探索核燃料的新型制造方法，以及测试用于月球表面核反应堆的材料。
"你希望这些核反应堆使用轻质材料，因为它们必须被送往太空，但关于这些轻质材料在核环境中表现如何的数据不多，"Shirvan说。
人才培养：实习与联合研究项目
每年夏天，各个级别的MIT学生都会前往爱达荷，在INL实验室作为实习生进行研究。
"这是我们学生接触前沿研究设施的例子，"Shirvan说。
两个机构之间还有几个联合研究职位。其中之一由INL杰出科学家Sacit Cetiner担任，他目前还管理着MIT核反应堆实验室的MIT和INL联合反应堆仪器与传感器物理中心(CRISP)。
CRISP专注于仪器和控制领域的关键技术领域，这些领域长期以来一直阻碍着核能发电的经济效益。
"对于当前的水冷反应堆舰队，运营和维护支出构成发电成本的重要部分，"Cetiner说。"为了使先进反应堆具有经济竞争力，在设计阶段解决预期的运营问题要合理得多。这样一个关键技术领域是远程和自主运营。与直接管理多个联邦计划下几个先进反应堆设计和测试项目的INL合作，为我们的学生、教职员工和研究人员提供了产生真正影响的机会。"
专家的交流有助于加强MIT和全国核能劳动力队伍的整体实力。
"MIT在推进国家核工业方面发挥着至关重要的作用，无论是测试和开发新技术还是评估新核设计的经济可行性，"Buongiorno说。
未来展望：核能技术的突破方向
MIT与INL的合作代表了学术界、国家实验室和产业界协同创新的典范。这种合作模式不仅加速了核能技术的进步，也为解决能源转型中的关键挑战提供了新思路。
随着全球对清洁能源需求的不断增长，核能作为低碳能源的重要组成部分，正迎来新的发展机遇。MIT与INL的合作将继续推动核能技术的创新，从提高现有反应堆的安全性，到开发更经济、更灵活的小型模块化反应堆，再到探索太空核能应用的可能性。
这种跨机构合作模式也为其他能源技术的研发提供了有益借鉴，证明了通过资源共享、优势互补，可以加速解决复杂能源问题的进程。在未来，随着更多年轻人才的加入和创新思维的注入，MIT与INL的合作有望在核能领域取得更多突破性成果，为人类社会的可持续发展贡献更大力量。
