Valar Atomics第四代HTGR实现临界
摘要
Valar Atomics在Utah的Ward 250高温气冷堆实现自持临界并完成零功率试验，成为美国能源部反应堆试点计划下第二座达此里程碑的先进反应堆，也是首座在国家实验室体系外建造运行的授权反应堆。该反应堆采用TRISO燃料和氦气冷却剂，已开始非商业功率提升。此前该反应堆由军用运输机空运至犹他州试验场，属首次军用空运核反应堆。目前还有Aalo Atomics和Oklo子公司等仍在角逐7月4日的临界目标。
Valar Atomics已在Emery县Utah San Rafael能源实验室的Ward 250——其第四代三层结构各向同性(TRISO)燃料模块化高温气冷堆(HTGR)——实现自持临界并完成零功率试验。该项目是美国能源部(DOE)反应堆试点计划下第二座达到临界的先进反应堆，也是首座经DOE授权在国家实验室体系之外建造和运行的反应堆。
DOE核能办公室于山地夏令时6月18日下午4:30左右确认了这一里程碑，称其涉及"零功率装料临界示范"。这标志着第14301号行政令下第二座先进反应堆达到临界，该行政令要求DOE在2026年7月4日前至少实现三座先进反应堆的临界。
临界是指核裂变链式反应达到自持的状态。Valar表示Ward 250所达到的零功率临界，是在反应堆开始功率提升之前，在基本无可测量能量输出的条件下验证反应堆物理特性。
"Ward 250是在一个配置用于功率运行的完整、全集成系统中达到这些里程碑的。反应堆现已开始非商业功率提升，Valar将在后续里程碑达成时予以公布，"Valar在一份声明中表示。Valar指出，Ward 250将在"未来数周继续进行一系列试验"，并将在里程碑达成时予以分享。
**DOE试点计划下第二座达到临界的先进核反应堆**
Ward 250的临界距Antares Nuclear的Mark-0于6月4日在INL成为反应堆试点计划下首座达到临界的先进反应堆不到两周。Antares Nuclear的Mark-0是一种钠热管冷却微堆，采用高浓度低富集度铀(HALEU)TRISO燃料压块。
根据Valar 2025年10月的质保计划说明，Ward 250是一座HTGR，初始试验功率额定为100 kWt，可扩展至5 MWe，采用氦气冷却剂和改进型气冷堆(AGR)燃料压块中的TRISO燃料颗粒。该文件称Ward 250融合了非能动安全特性，并基于WardZero原型技术，同时合址建设的Valarin燃料制造设施设计用于制造嵌入石墨压块的TRISO包覆颗粒燃料，采用德国HOBEG技术并进行现代工艺改进。Kiewit Nuclear Solutions担任该项目的工程、采购和施工承包商。
"临界验证了物理原理；功率运行验证了工程技术，"Valar表示。"功率运行需要冷却、仪表和控制、先进屏蔽以及功率转换作为一个完整系统协同工作。Ward 250是在这些系统集成到位的情况下达到临界的。"
Valar于2026年2月获得初步安全分析报告批准，并于4月23日获得最终安全分析报告批准，这清除了DOE运行成熟度审查前的最后一道设计关口。该公司曾于5月表示，其7月4日的目标是功率运行，而非零功率临界，称这一步骤是"能力和复杂性上的巨大飞跃"。
"九个月前，这里还是一片空地。今天，这里有一座达到临界的反应堆，由Valar团队建造和运行，"Valar Atomics创始人兼首席执行官Isaiah Taylor在公司新闻稿中表示。"我们达成了行政令设定的里程碑。这座反应堆是为发电而建的，这正是我们前进的方向。"
Taylor在LinkedIn发文指出，Ward 250是Valar作为公司达到的第二座临界装置，此前其NOVA堆芯在Los Alamos美国国家实验室(LANL)的临界试验研究中心实现了冷态临界。NOVA于2025年11月在一项为期一周的试验活动中达到零功率临界，产生了10个临界构型、26次次临界试验和100 GB试验数据，包括箔活化测量和氦-3探测器读数，用于验证中子学程序和控制棒价值计算。然而，NOVA装置是一项零功率物理实验，在NNSA监督下于LANL运行，而非按照DOE反应堆试点计划授权路径。Ward 250的开发过程还包括完成Ward Zero——Valar的全尺寸非核热态原型。
Ward 250是在DOE反应堆试点计划授权下，于私人建造的厂址上，作为配置用于功率运行的完整全集成系统达到临界的。在2025年8月的一篇博文中，Valar表示其位于洛杉矶的WardZero原型经历了五个月的热工和压力试验以及两次维修停运，这是其所谓"硬件优先、快速、渐进式"反应堆设计扩展方法的一部分。该公司将Ward 250描述为一座概念验证反应堆，采用TRISO燃料的高温配置，"针对安全性和快速制造进行了优化"，潜在应用包括发电、工业过程供热、制氢和材料加工。
值得注意的是，今年2月，该反应堆在"驭风者行动"(Operation Windlord)中由三架C-17 Globemaster III运输机运至Utah——这是首次军用空运核反应堆——作为DOE与战争部联合行动的一部分。
Ward 250还为Utah提供了一个实堆项目，作为州长Spencer Cox更广泛的核能与能源战略的一部分。Utah在1月对DOE核能生命周期创新园区信息征集书的回应中表示，该州的"千兆瓦行动"和"能源超充裕倡议"旨在使Utah发电量翻倍以上，并将核能作为州能源规划的基石。Utah的回应提到了San Rafael能源实验室在先进核能研究中的作用，包括其承载Valar的Ward 250试验反应堆，并指出了核能价值链资产，包括Tooele县的一座低放废物处置设施、Weber县的核级锆生产以及San Juan县全美唯一完全许可并运行的传统铀水冶厂。
"美国的未来取决于我们的建设能力，"Cox在Valar的新闻稿中表示。"Utah自豪地成为前沿技术专家能够开发加强我国能源安全所需的可靠、充裕电力的地方。"
[图片：2026年2月15日，第452后勤战备中队空港分队在加州March空军储备基地支持Valar Atomics Ward 250反应堆装载至C-17 Globemaster III的作业。此次名为"驭风者行动"的任务是首次军用空运微堆，将Ward 250运至Utah Hill空军基地，再转运至San Rafael能源实验室试验场。图片来源：Valar Atomics]