燃料开发：核能规模化的关键突破

美国能源部核能办公室已经明确指出影响核能在国内和全球发展的几个挑战领域。其中最主要的问题是建立一个能够以可重复、工业规模进行燃料开发的流程，使项目能够超越示范阶段进入商业运营。

近年来，POWER 杂志报道了几家核燃料开发领域的公司，并就重振美国核能供应链的必要性提供了评论。2026年1月的一篇文章探讨了核能是否能够提供稳定、零碳的电力，以满足日益增长的电力需求。

John Elling博士是Molten Salt Solutions（一家位于新墨西哥州、致力于开发下一代核能与聚变反应堆材料的公司）的CEO兼联合创始人。该集团表示其工作涉及创建生产大量同位素富集锂的技术，这将是先进裂变和聚变发电所必需的。Molten Salt Solutions拥有其所谓的“专有色谱分离和质谱技术[能够]实现有效的同位素富集，而我们独特的金属盐合成提供了显著的安全性和成本优势。”

[图片：John Elling]

Elling是一位连续创业者，此前创立并领导了Acoustic Cytometry Systems和Mesa Biotech两家公司，每家公司都成功商业化Los Alamos美国国家实验室的技术并实现了成功的收购。Elling在许可和规模化国家实验室创新方面拥有丰富的专业知识，曾担任Los Alamos的技术人员兼访问企业家。他拥有威斯康星大学分析化学博士学位和新墨西哥大学的MBA学位。

Elling向POWER杂志分享了他关于为什么研究人员应专注于核能燃料开发，以推动核能技术后续发展的观点。

POWER：是什么激发了您对开发核能燃料的兴趣？

Elling：我从一个与大多数核能领域人士略有不同的角度进入这个领域。我的背景是分析化学，如果您目标是设计反应堆，这通常不是您的出发点。

然而，随着时间的推移，情况变得清晰：许多先进能源系统，无论是聚变还是下一代裂变，都面临着同样的限制。它们都需要大量的富集同位素作为先进材料，而今天基本上没有工业规模的生产。

人们已经对反应堆给予了大量关注，这是有道理的。它们更显眼，更令人兴奋。而材料往往较少受到关注。从历史上看，这一部分往往在后期才显现为问题。

吸引我的是有机会在这一赋能层面上工作。如果这些系统要超越示范阶段，它们需要一个实际存在的供应基础。建立这个基础不如建造反应堆那么引人注目，但它往往决定了反应堆是否重要。

POWER：人们对聚变能源感到兴奋。您的团队曾表示存在“关键”的矿物缺口，特别是缺乏锂-6来生产氚燃料。您能否详细介绍贵公司用于大规模锂富集的先进溶剂交换过程？

Elling：富集锂同位素并不特别困难。有很多方法可以实现。但没有多少方法能实现规模化。

美国政府在上世纪60年代使用基于汞的过程实现了这一点，虽然有效，但没有人希望重新采用这种方法。现在的挑战是建立一个既具有可扩展性又在环境上可接受的工业过程。

液-液萃取是一种标准的化学工程过程，同位素选择性系统已被充分理解。问题在于，将它们规模化的过程通常需要非常大的多级系统，建设和运营成本都很高。这种方法可行，一些团队也在追求这种方法，但很难看出它能在成本上支持一个新的能源产业。

我们采取了不同的方法。它的可扩展性大约提高了100倍，成本也降低了很多。我们的方法是重新思考分离过程是如何发生的。我们使用连续的溶剂交换过程，允许多个分离步骤在单个集成系统内进行。实际上，与传统设置相比，这使资本和运营成本降低了好几个数量级。

这也使规模化过程更加模块化。您无需投入单一大型设施，而是可以逐步增加产能。这在您的需求曲线取决于仍在证明自身技术的技术时很有用。

根本问题相当简单。如果聚变生效，锂-6将成为限制因素。我们正努力确保这不会成为限制。

POWER：您是否正与目前设计聚变系统的任何公司合作？您与任何公司有供应合同吗？

Elling：我们最近宣布了与Gauss Fusion和Type One Energy的供应协议。两者都是认真的团队，我们将这些关系视为对我们和整个生态系统的重要一步。这些不仅仅是探索性关系。它们反映了人们日益认识到燃料供应需要早期解决，而不是事后弥补。

目标是在大规模部署之前协调一致，以便燃料可用性被纳入系统设计，而不是在后期成为瓶颈。在短期内，我们正在提供测试和验证用的材料，这是一个必要的步骤。开发商需要对反应堆本身有信心，也要对其背后的供应链有信心。

更广义地说，这也表明该行业开始超越纯粹的技术里程碑，进入工业成熟度的问题。到那时，像锂-6这样的投入就不再是理论性的，而开始成为制约因素。

POWER：您是否正为您的流程寻求美国联邦政府（或许通过国家实验室）的支持？