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美国能源部2017财年预算申请高达325亿美元

2016-08-10伍浩松

国外核新闻 2016年3期
关键词:能源部核能反应堆

美国能源部2017财年预算申请高达325亿美元

【美国能源部网站2016年2月9日报道】美国能源部(DOE)2017财年预算申请额高达325亿美元,比2016财年的预算额(296亿美元)高10%(29亿美元)。在这325亿美元中,302亿美元属于自主性支出(DiscretionarySpending),23亿美元属于强制性支出(MandatorySpending)。美国相关法律规定,联邦财政预算支出分为自主性和强制性支出。自主性支出由年度拨款法控制。列入自主性支出的年度拨款一般都有上限,并且经常调整。强制性支出则由长久性法律控制,不受年度拨款额度限制。

能源部2017财年预算亮点包括:

·在自主性支出中将清洁能源研发投资增加至58.56亿美元,从而为履行美国在使命创新(MissionInnovation)倡议中的承诺迈出重要一步。美国和另外19个国家在2015年启动的使命创新倡议中承诺未来5年内实现联邦清洁能源研发投资翻番。58.56亿美元这一申请额比2016年的预算(48.22亿美元)高21%。2017财年,能源部的这笔资金占美国政府使命创新倡议总投资(77亿美元)的76%。

·强制性支出为清洁能源技术的开发和部署提供近15亿美元;为先进清洁交通提供13亿美元(10年内提供113亿美元);为先进研究项目机构—能源(ARPA-E)提供1.5亿美元(5年内提供18.5亿美元)。

·投资近57亿美元,以支持高能物理、核物理和等离子物理,材料与化学,生态系统和地球系统组成部分,数学以及跨学科高性能计算与模拟等领域的基础研究以及推进清洁能源发展所需的基础研究。

·为国家核军工管理局(NNSA)申请128.84亿美元,用于在不进行核试验的前提下保持库存核武器的安全性、可靠性和有效性,对核军工基础设施进行现代化改造,降低核扩散和核恐怖主义威胁,并为核动力海军提供支持。

·投资61亿美元用于历史遗留核废物和污染的治理,以保护人体健康和环境。

·为科学和能源提供118亿美元。这笔资金将用于为各种能源技术创新提供支持,从而支持总统的气候变化应对战略。超过10亿美元用于能源部倡议的7项跨学科研发工作,它们集中在下述领域:电网现代化、地下科学与技术、用于发电的超临界二氧化碳、能源与水的关系、百亿亿次计算、网络安全和先进材料。

·为核能局(OfficeofNuc1earEnergy)提供9.94亿美元,以支持包括先进反应堆和燃料循环技术在内的核技术研发,并执行政府的一体化核废物管理战略。

国家核军工管理局

军工局的主要使命是为确保美国的国家安全和安保提供支持,并致力于实现下述4个目标:

·使用科学手段确保核武库的安全性、可靠性和有效性,以便能够威慑任何对手并保护美国盟友;

表1 美国能源部2015—2017财年拨款与预算(单位:亿美元)

·降低由核扩散和恐怖主义(包括国内外未得到安全保卫或过剩的核与放射性材料)造成的威胁;

·为响应和缓解在全球范围内发生的核与放射性事件做准备;

·为美国海军提供安全且有效的核推进装置。

军工局2017财年的预算申请额为128.84亿美元(详见表2),比获得国会批准的2016财年预算额(125.27亿美元)增加2.9%(3.57亿美元)。其中“武器活动”申请额为92.43亿美元,比2016财年预算额高4.5%(3.96亿美元);“国防核不扩散”申请额为18.08亿美元,比2016财年预算额低6.8%(1.32亿美元);“海军反应堆”申请额为14.20亿美元,比2016财年预算额高3.2%(4.46亿美元)。

武器活动

“武器活动”预算主要用于在不进行核试验的前提下确保美国库存核武器的安全性、可靠性和有效性。“武器活动”2017财年预算申请亮点包括:

·“直接库存管理”(33.31亿美元)为管理库存核武器提供支持,相关工作主要包括维护和监控、计划的整修、可靠性评估、武器拆解和处置、旨在满足库存管理要求的技术研发与认证以及战略材料。“直接库存管理”2017财年将把W88A1t370延寿计划从第6.3阶段“开发和工程”推进到第6.4阶段“生产工程”,以满足到2020财年交付首枚弹头的要求。W80-4延寿计划的进度在2016—2020财年期间将低于预期。第6.2A阶段“设计定义和费用研究”中的技术成熟相关活动将减少,但不会影响2025财年为空军远程防区外(LRSO)计划交付首枚弹头。2017财年,将在“钚支持”中为开发工作制造4至5个W87弹芯,并加大对“武器拆解和处置”的投入,以便能履行将美国退役弹头的拆解速度提升20%的承诺。

国家核军工管理局2015财年主要成就

·继续在不进行核试验的前提下保持库存核武器的安全性、可靠性和有效性(已超过20年)。

·在W76-1延寿计划中按时完成向海军的所有交付任务。

·使用空军的F-15E战机进行了3次B61-12的开发性空投试验。

·完成与空军远程防区外系统配套的W80-4弹头的第6.1阶段“概念研究”工作,并获得核武器委员会的许可,可以启动第6.2阶段即“可行性研究与设计方案选择”工作。

·国家点火装置(NIF)2015年进行了356次激光射击试验,而2014年仅进行了191次;OMEGA激光装置进行了第25万次靶射击,从而实现了其45年运行历史上的一个重要里程碑。

·在Y-12国家核安全中心按时并在2000万美元的预算内完成铀工艺设施(UPF)的场区准备子项目。

·为伊朗核问题全面协议即《联合全面行动计划》的达成提供技术支持。

·完成总计169千克易失控核材料的转移或处置工作。

·在世界各地安装了25套固定式和20套移动式辐射探测系统,以帮助阻止核与放射性材料的非法贩运。

·加强了装有重要核与放射性材料的142幢国内外民用建筑的安保。

·为应对和缓解世界各地的放射性或核事件保持组织准备。

·增加了对俄亥俄级替代反应堆的研发投入,并继续推进S8G原型堆换料项目,以支持俄亥俄级替代艇的建设进度并为海军核操纵员提供培训。

·首艘福特级航母的反应堆做好了进行首次海试的准备。

·军工局联邦薪酬和支出中的联邦管理费用仅占“武器活动”和“国防核不扩散”总经费的3.9%,低于2015财年目标值(6%)。

表2 国家核军工管理局2015—2017财年预算与拨款(单位:亿美元)

·“基础设施和运行”(27.22亿美元)即以前的“技术基础和设施准备”预算将用于以安全、可靠和具有成本效益的方式保持、运行和现代化改造军工局的基础设施,并开展现代化设施、基础设施和科学工具的规划、优先排序和建设工作。“基础设施和运行”2017财年将继续开展相关设施的递延维护、堪萨斯城(KansasCity)班尼斯(Bannister)联邦中心的处置以及旨在改善相关设施、能力和系统的工况并延长其设计使用寿命的资本投资项目,并继续降低总体运营成本以及安全、安保和环境风险。

·“研发、试验与评价”(18.55亿美元)主要聚焦于建立和保持开展下述工作所需的能力、工具和流程:在不进行地下核试验的前提下基于科学开展库存核武器管理、整修以及长期的持续认证工作。2017财年将开展库存核武器的年度评估,并为支持武器延寿计划和系统认证工作增加对下述四个关键领域的投入:流体力学和次临界试验、获得加强的次临界试验能力、认证的准备演习以及美国核武器在恶劣环境中的性能评估。在“惯性约束聚变点火和高产额”计划下,军工局的三座高能量密度设施,即国家点火装置、Z脉冲功率装置和Omega装置,将继续为降低核武器模拟计算中的不确定性提供数据。

国防核不扩散

“国防核不扩散”致力于通过下述手段全方位降低核威胁:阻止获得核武器或可用于制造武器的材料,打击旨在获得此类武器或材料的努力以及响应核或放射性事件。“国防核不扩散”2017财年预算申请亮点包括:

·“国防核不扩散研发”(3.94亿美元)旨在为探测、明确和表征下述事项开展技术创新:国外核武器计划、特种核材料的非法转用以及核爆炸。

·“材料管理与最少化”(3.41亿美元)通过对核材料进行全寿期管理并最少化使用来降低核材料风险。相关工作包括帮助各国对使用高浓铀燃料的研究堆进行燃料低浓化改造,帮助各国将本国的高浓铀和钚运回这些高浓铀和钚的原产国(即美国或俄罗斯),支持在国内使用不基于高浓铀的技术来生产放射性同位素钼-99。

·“全球材料安保”(3.37亿美元)旨在与伙伴国家合作加强易失控库存核武器、可用于制造武器的核材料和放射性材料的安保,并提高伙伴国家防止、探测和阻断相关武器和材料非法贩运的能力,从而加强不扩散努力。

·“核反恐与事件响应”(2.72亿美元)将为下述工作提供支持:战略管理和部署专业科研团队和设备,以便对世界各地发生的核或放射性事件进行快速响应。“核反恐与事件响应”将评估核或放射性威胁,并为机构间政策和应急预案的制定、人员培训以及能力建设工作提供专业知识。此外,“核反恐与事件响应”还负责实施能源部的“应急管理和运营支持”计划。该计划为所有能源部/军工局机构和场区提供政策支持,开展应急管理工作,管理“应急指挥中心”、“应急通信网络”和“运行连续性计划”(COOP)等工作。

·“不扩散建设”(2.7亿美元)预算申请额汇集了军工局国防不扩散项目中的建设费用。应当注意的是,奥巴马政府已决定终止正在萨凡纳河(SavannahRiver)实施的混合氧化物(MOX)燃料制造厂建设项目,2017财年将不为该项目拨付任何资金。根据美国政府最初的计划,这座MOX燃料厂将把美国34吨过剩武器级钚制成供商业核电机组使用的MOX燃料。根据美国与俄罗斯2000年6月签署的协议,两国需要各自削减超过本国军事需求的34吨武器级钚。未来,能源部将研究使用稀释与处置方案来削减这34吨武器级钚。能源部在2015年8月公布的一份报告中表示,MOX燃料方案的费用是稀释与处置方案的两倍(详见本刊2015年第9期相关报告)。

·“不扩散与军备控制”(1.25亿美元)旨在为下述目的制定和实施相关计划和战略:加强国际核保障,控制两用大规模杀伤性武器材料、设备、技术和专门知识的扩散,核查核裁军情况及不扩散和军备控制条约和协议的遵守情况以及应对不扩散和军备控制挑战。

海军反应堆

“海军反应堆”负责对与海军核动力推进装置相关的所有事务承担从“摇篮到坟墓”的全面责任,即海军核动力推进装置的研究、设计、制造、测试、运行、维护与保养直至最终处置。“海军反应堆”2017财年主要执行下述五项计划:“海军反应堆运行和基础设施”(4.50亿美元)、“海军反应堆开发”(4.37亿美元)、“俄亥俄替代反应堆系统”(2.14亿美元)、“建设”(1.48亿美元)和“S8G原型堆换料”(1.24亿美元)。

科学局

科学局(OfficeofScience)是美国物理科学基础研究领域最大的联邦资助者,并且为物理、化学、生物学、材料科学、应用数学和计算科学等领域的研究计划提供资助。该局的资金主要用于下述两个方面:直接支持科学研究以及直接支持独一无二且对外开放的科学用户设施的设计、开发、建设和运营。该局为能源部所有下属实验室以及另外约300家学术研究机构的研究人员提供支持。

科学局2017财年预算申请额为56.72亿美元(详见表3),比2016财年增加6.1%(3.25亿美元)。科学局支持的研发主要聚焦于下述6个领域:

·“先进科学计算”(6.63亿美元)支持旨在发现、研发和部署相关计算与网络能力的研究。这些计算和网络能力可用于分析、模拟和预测对能源部履行其职责非常重要的现象。对于使用传统理论与方法不能解决或是太危险、太耗时或太昂贵的研究课题,科学计算是一种非常重要的研究手段。

·“基础能源科学”(19.37亿美元)的目标是开展基础研究,以便能从电子、原子和分子级别上认识、预测并最终控制物质形态与能量,从而为研发新型能源技术奠定基础并为能源部履行其在能源、环境和国家安全方面的使命提供支持。

·“生物与环境”(6.62亿美元)将推动旨在实现对复杂生物、气候和环境系统的预测性了解的基础研究,以便实现安全且可持续的能源未来。

·“聚变能科学”(3.98亿美元)的目标是加深对处于极高温度和密度下物质形态的认识,以便为推进聚变能的实际应用奠定科学基础,并推进等离子体科学、聚变科学和聚变技术的发展。

·“高能物理”(8.18亿美元)的目标是探索与宇宙本质相关的最基本问题。通过发现物质与能量的最基本组成粒子,研究这些粒子之间的相互作用以及探索时间和空间的本质,研究人员可以加深对宇宙最基本工作原理的认识。

·“核物理”(6.36亿美元)的目标是发现、探索和了解核物质的所有形态,为旨在创造、探查和描述宇宙中各种核物质形态开展的试验与理论研究提供支持。

表3 科学局2015—2017财年预算与拨款(单位:亿美元)

核能局

核能局为美国政府的各项民用核能计划提供支持,负责牵头旨在推进核能技术进步的联邦政府努力,包括发电技术、安全技术、废物贮存与管理技术和安保技术。核能局2017财年预算申请额为9.94亿美元(详见表4),比2016财年增加0.8%(773.5万美元)。核能局2017财年预算申请的亮点包括:

表4 核能局2015—2017财年预算与拨款(单位:亿美元)

核能局2015财年主要成就

·完成先进反应堆概念取证框架关键部分的研发。作为先进反应堆部署过程中的重要步骤,先进反应堆供应商对能源部与核管会(NRC)的这一重要合作成果进行了研究。

·发布并执行旨在确保先进试验堆长期安全可靠运行的多年期计划。该堆的继续运行可为下述工作提供支持:海军反应堆计划,事故容错燃料开发,先进反应堆燃料和材料研究,不扩散计划以及政府、工业界和大学的其他研究。

·在商业核电厂成功示范基于计算机的辅助盐水泵替代程序。这一在现场使用的基于计算机的程序提高了核电厂效率和人的绩效。

·完成核能模拟和仿真能源创新中心第一个5年期的工作,对瓦茨巴1号机组运行寿期中所有12次燃料循环的堆芯均进行仿真。这为将计算工具更广泛地用于下述目的铺平了道路:降低电厂设计和运行裕量的不确定性,削减运行费用以及缩短新型核能技术的研发时间并降低研发费用。

·在爱达荷国家实验室启动一座遥控作业低放废物处置设施的建设,从而确保研究活动产生的低放废物能得到安全且具有成本效益的长期管理。

·与韩国合作,设计并正在安装首座用于下述目的的工程规模示范设施:从商业乏燃料中提取有用的超铀元素,并将这些元素加入到金属制快堆燃料中。

·向总统提交相关研究成果,从而支持总统批准建设一座专门用于处置国防高放废物的处置库。

·为开展中间贮存设施的选址工作,启动基于共识的选址标准的制定程序。

·“燃料循环研发”(2.50亿美元)2017财年将继续为政府的废物管理战略提供支持,包括为采用基于共识的方法开展核废物的中间贮存和运输工作奠定基础,以及研究部分能源部乏燃料和高放废物的潜在替代处置方案。此外,还将开展深层钻孔处置和高燃耗乏燃料长期贮存的研发,并支持一种或多种具有更高事故承受能力的轻水堆燃料的研发。

·“爱达荷设施管理”(2.27亿美元)和“爱达荷场区保障与安保”(1.29亿美元)负责管理爱达荷国家实验室(INL)设施的规划、采购、运行、维护和处置,并确保该实验室的安全。2017财年,“爱达荷设施管理”将继续改进先进试验堆(ATR)的可靠性和可利用性,完成瞬态反应堆试验装置(TREAT)的整修,并启动爱达荷国家实验室各主要道路的再铺设、重建和封闭工作以及过度污染设施的处置工作。

·“反应堆概念研发与示范”(1.09亿美元)致力于推进反应堆技术的发展,以提高其竞争力,并将核能作为一种能够满足美国能源、环境和国家需求的资源而推进其发展。2017财年,该计划下的工作主要包括两个方面:一是为在运反应堆延寿目的以成本共担的方式开展材料老化与性能恶化、安全裕量表征和安全技术研究;二是开展快堆和高温气冷堆等先进反应堆技术研究,从而提高核能的经济竞争力和安全性,从而使核能能够为满足美国的能源安全和环境目标做出贡献。

·“小型模块堆取证技术支持”(8960万美元)致力于加速推进小型模块堆技术的商业化进程。2017财年,将根据能源部与纽斯凯尔电力公司(NuSca1ePower)2014年签署的合作协议,为小堆厂址许可及相关取证活动提供资助。

·“核能使能技术”(8951万美元)2017财年将研发创新型跨领域核能技术并进行相关的战略性基础设施投资,包括对模拟和仿真工具进行重大投资,为外部人员使用核能局独一无二的核能研究能力提供接口,满足关键核能相关领域的人力需求。总而言之,“核能使能技术”将支持2015年11月启动的加速核能创新接口(GAIN)倡议(详见本刊2016年第1期相关报道)。该倡议的目标是以公私合作的方式将能源部的核能研究能力供工业界的工程师和科学家使用。

(伍浩松译赵宏校)

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