加拿大投资开发北极用微堆技术
摘要
加拿大战略任务公司(CSMC)获政府450万加元投资，用于开发面向北极部署的LEUNR微堆。该技术基于加拿大SLOWPOKE-2研究堆改进，旨在为偏远军事和民用设施提供离网电力与热能。项目计划在2029至2030年前建成示范装置，并于2030年代初实现商业化部署，以解决北极地区柴油供应难题并加强国防能力。
加拿大战略任务公司(CSMC)已获得安大略省南部联邦经济发展局(FedDev Ontario)450万加元(320万美元)的投资，用于开发面向北极部署的微堆技术。CSMC的目标是在2029至2030年前建成带燃料的示范装置，并在2030年代初实现全面商业化和机队规模部署。
CSMC正在开发一系列核裂变微堆，旨在为偏远的北极防御站点、离网民用社区以及未来的太空探索提供电力。该技术以LEUNR(低富集度铀核反应堆)项目名称开发，是对加拿大经典SLOWPOKE-2研究堆设计的改进。
FedDev Ontario的这笔投资旨在推动该反应堆平台从设计图纸阶段进入详细设计阶段，并最终建成可运行的带燃料示范装置。该资金是联邦政府向该地区23个组织分配的4050万加元更广泛投资计划的一部分，旨在加强国内供应链和国防工业基础。
联邦政策日益优先考虑能够在高纬度环境中同时支持民用和军事基础设施的两用技术。国防部在向偏远北部前哨站供应柴油方面面临巨大的后勤限制。微堆通过为离网作业提供稳定、长期的电力与热能，提供了一种潜在的解决方案。
CSMC成立于2020年，前身为加拿大太空采矿公司。该公司运营着专注于核系统和实验室研究的子公司。其微堆的开发利用了加拿大现有的核能专业知识，将成熟的SLOWPOKE-2研究堆模型改造用于偏远地区的商业和军事应用，以减少监管瓶颈并缩短开发周期。
LEUNR微堆将SLOWPOKE-2的设计从一个静态、低功率的实验室中子源转变为一个坚固耐用、高输出的商业电站。在保留原始架构标志性非能动安全特性的同时，CSMC对冷却系统、燃料密度和控制系统进行了彻底的重新设计，以满足极端环境下的能源需求。
SLOWPOKE-2与LEUNR之间的主要技术桥梁是通过强大的负温度系数实现的固有安全性。在这两种设计中，如果反应堆堆芯过热，水/冷却剂的物理密度就会下降。这会自然地减缓核裂变链式反应，无需人为干预或移动部件。这种安全特性正是SLOWPOKE-2至今仍是加拿大唯一获准无人值守运行的反应堆框架的原因。
最初的SLOWPOKE-2被刻意设计为低功率(20 kWt)，以防止其池水沸腾。为了跃升至兆瓦级工业功率，CSMC正在扩大堆芯的物理表面积，并将开放式水池替换为高压封闭热力回路。这能以指数级速度更快地将热量从燃料棒中带走，使系统能够驱动涡轮机发电，同时不丧失其堆芯的非能动安全特性。
经典设计依赖巨大的水池进行冷却和屏蔽。由于水在月球表面或零度以下的北极运输中难以管理，LEUNR替换或大幅改造了开放式水套。它利用先进的固态材料或专门的封闭流体(类似于历史上的有机冷却或气冷反应堆研究)，在真空或运输过程中高效传递热量。
标准的SLOWPOKE-2堆芯因其功率消耗极低，单次装料可运行长达30年以上。然而，LEUNR需要提取更多能量为社区和雷达系统供电，因此需要高度优化的燃料排布。通过使用高密度燃料，CSMC在高功率输出与多年“即插即用”寿命之间取得平衡，确保堆芯无需在偏远地区频繁换料。
CSMC首席执行官Daniel Sax指出了公私合作在推广该技术方面的重要性。他表示：“随着私营企业持续推动核能领域的创新，CSMC很荣幸能与加拿大政府合作，加速研发进程。我们的目标是更快地将有前景的新技术投入应用，与同类市场保持一致，以确保我们国家能够加强其防御能力，包括在北部地区。”
安大略省人工智能与数字创新部长兼FedDev Ontario负责人Evan Solomon表示，政府正在资助关键技术，以支持国防和安全能力建设，同时构建更具韧性的经济。
FedDev Ontario的这笔投资只是CSMC今年取得的若干进展之一。今年4月，CSMC获得了Alberta省500万加元的省级拨款，用于在Alberta大学建造一个不带燃料的原型试验回路。
同样在4月，利用加拿大下一代制造(NGen)提供的120万加元拨款，CSMC与Samuel Automation和Stern Laboratories合作，建立了一个先进制造单元，以持续、规模化地建造反应堆。
今年5月，该公司与Telesat签署了一份谅解备忘录，利用其Lightspeed卫星星座，通过天基网络安全地远程监控和运行核微堆。