[核能]主題研究筆記: 美國與科技巨頭在核能方面的一些歷史
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美國的核子史
從第一枚原子彈的研發，到持續不斷的軍備控制與和平利用核能的努力，美國在核子史上扮演著舉足輕重的角色。以下是一些重要事件的編年史：
核子時代的黎明(1930年代-1945年). 這段時期是核子物理的理論基礎、原子能軍事潛力的初步實現，以及二戰期間緊急秘密發展第一顆原子彈的努力。這是一個科學突破、高度保密以及核武最終在衝突中部署的時期。
1939年：包括阿爾伯特·愛因斯坦和利奧·西拉德在內的科學家致信富蘭克林·D·羅斯福總統，警告稱，未來可能出現威力強大的“原子彈”，納粹德國也有可能研製出這種武器。這激發了美國對核子研究的最初興趣。
1942-1945年：美國陸軍工程兵團正式啟動“曼哈頓計畫”，這是一項旨在生產首批核武的絕密研發計畫。主要地點選在田納西州橡樹嶺、新墨西哥州洛斯阿拉莫斯和華盛頓州漢福德。二戰推動的這項奠基性努力最終促成了原子彈的發展。這展現了核分裂的巨大威力，並為未來的核子技術奠定了基礎。
(註: 電影"奧本海默”在講的就是原子彈之父J·羅伯特·奧本海默的故事。 電影裡面也有提到曼哈頓計畫。)
1942年12月2日：恩里科·費米在芝加哥大學成功實現世界上第一個可控、自持的鍊式核反應，這是研發原子彈的關鍵一步。
1945年7月16日：美國在新墨西哥州阿拉莫戈多進行了「三位一體」核子試驗，這是美國首次成功引爆核武（一種鈽內爆裝置）。
1945年8月6日：美國在日本廣島投下了一顆名為「小男孩」的原子彈（鈾槍式），數月內造成約14萬人死亡。
1945 年 8 月 9 日：美國在日本長崎投下第二顆原子彈「胖子」（鈽內爆設計），到 1945 年底造成約 74,000 人死亡。這些事件導致日本投降和第二次世界大戰結束。
冷戰與核武軍備競賽(1946-1991). 這是美國核子史上最長、最具決定性的時代，其主導力量是與蘇聯的意識形態和地緣政治競爭。其特點是前所未有的軍備競賽、日益強大和多樣化的核武(熱核彈、洲際彈道飛彈、潛射彈道飛彈)的發展、相互確保摧毀(MAD)理論的確立，以及持續存在的全球核戰威脅。商業核電產業也在這段時期誕生。
1946年：《1946年原子能法》頒布。該法案由杜魯門總統簽署，成立了原子能委員會 (AEC)，並最初出於國家安全考慮，對所有核技術和資訊進行嚴格的政府管控。
1949年8月29日：蘇聯引爆第一顆原子彈，標誌著核武軍備競賽的開始。
1950年1月31日：哈里·S·杜魯門總統授權研發氫彈（熱核武）。
1952年11月1日：美國在馬紹爾群島埃內韋托克環礁引爆了第一顆氫彈“常春藤麥克”，其威力遠超原子彈。
1953年12月8日：艾森豪威爾總統在聯合國發表題為「原子能促進和平」的演講，倡議和平利用核能。這標誌著核能向民用應用和國際合作的轉變。
1954年：美國第一座商用核電廠站在加州聖蘇珊娜投入營運。 《普萊斯-安德森法案》頒布，旨在限制核電廠業主在事故發生時的財務風險。
1954年《原子能法》：這項對1946年《原子能法》的重要修訂，為私人企業取得核子技術和發展商用核電廠打開了大門。它為民用核能計劃提供了法律框架。
1957年：第一座全面商用核電廠－希平波特原子能發電站在賓州投入營運。這是一項里程碑式的成就。
1957年《普萊斯-安德森法》：該法旨在限制核電廠業主在發生事故時的財務風險，使私人公司投資核電更加可行。
1962年10月：古巴飛彈危機爆發，美國在古巴發現蘇聯核子飛彈，美蘇兩國瀕臨核戰邊緣。這場緊張的對峙凸顯了核子擴散的巨大危險。
1963年8月5日：美國、英國和蘇聯簽署《部分禁止核子試爆條約》，禁止在大氣層、外太空和水下進行核武試驗，旨在減少放射性塵降物。
1964年《特殊核子材料私有製法》：允許核能產業擁有其機組所需的燃料，進一步推動了核燃料循環各環節的民營化。
1968年7月1日：《不擴散核武條約》（NPT）開放簽署。美國是該條約的締約國，同意不擴散核武並致力於裁軍。
1969年11月17日至1972年5月：美國和蘇聯開始進行第一階段戰略武器限制談判（SALT I），最後達成了《反彈道飛彈條約》（ABM）和關於進攻性戰略武器的臨時協議。
1974年《能源重組法案》：廢除了原子能委員會（AEC），並將其職能拆分，成立了：核管理委員會(NRC)負責監管核工業並確保安全, 能源研究與發展管理局(ERDA)。 ERDA後來併入能源部(DOE)，負責核武研發和核電推廣。
1979年3月28日：賓州三哩島核子事故，一座商用核電廠發生部分熔毀，導緻美國核安法規和民眾對核能的看法發生重大變化。NRC出台了更嚴格的監管措施，並導致新反應爐建設停滯數十年。
1979年6月18日：美國和蘇聯簽署第二階段戰略武器限制談判（SALT II），進一步限制進攻戰略武器。但由於蘇聯入侵阿富汗，該條約從未獲得美國參議院的批准。
1986年：切爾諾貝利災難切爾諾貝利災難雖然事故並非發生在美國，但這場全球事件進一步挫傷了全球公眾和政界對核電的熱情。
安全隱患、高昂的建造成本以及來自廉價化石燃料的競爭，導緻美國新核電廠建設數量大幅下降。在此期間，政府的大部分精力轉向現有核廢料的管理，並提出了類似尤卡山核電廠的方案，但尚未實施任何永久性解決方案。
1980年代：「核凍結」運動在美國蓬勃發展，呼籲停止生產和部署核武。
1986年4月26日：烏克蘭切爾諾貝利核事故，一場災難性的核事故，進一步加劇了全球公眾對核安全的擔憂，但由於各國反應器設計和安全理念不同，這起事故並未導緻美國核政策立即發生變化。
1991年7月31日：喬治·H·W·布希總統和米哈伊爾·戈巴契夫總統簽署了《第一階段削減戰略武器條約》（START I），標誌著美國在削減戰略核武庫存方面邁出了重要一步。
冷戰後裁軍與防擴散焦點(1992年-21世紀初). 隨著蘇聯解體，大規模核戰的直接威脅逐漸消退。這段時期，各國核武庫大幅削減，核不擴散努力轉向，並注重現有庫存的管理和安全保障。核子試驗基本停止。
1992年9月23日：美國進行最後一次核子試驗，此後一直單方面暫停核子試爆。
1993年1月3日：美國和俄羅斯簽署《第二階段削減戰略武器條約》，旨在進一步大幅削減戰略核武。
1996年9月24日：美國簽署《全面禁止核子試爆條約》（CTBT），禁止一切核武試爆。 （截至2025年7月，美國已簽署但尚未批准該條約。）
「新常態」：現代化、擴散挑戰與能源復興(21世紀初至今). 當今時代的核子格局更加複雜和碎片化。在軍備控制努力持續推進的同時，美國重新強調對老化核武力量的現代化改造，應對非國家行為體和其他國家的核擴散，並在氣候變遷背景下謹慎地重新評估核能作為清潔能源的地位。核子基礎設施面臨的網路安全威脅也令人擔憂。
2005年《能源政策法案》：旨在透過提供財政激勵措施（例如為新電廠建設和現有電廠改造提供貸款擔保）來振興核工業。
美國能源部貸款專案辦公室(LPO)：擴大其權限，為包括核電專案在內的創新清潔能源技術提供貸款擔保。
先進反應器示範計畫(ARDP)：由美國能源部啟動，旨在加速先進核反應器設計（例如小型模組化反應器 - SMR）的開發和示範。這包括大量聯邦政府資金以及與 TerraPower 和 X-energy 等私人企業的合作。
2011年3月11日：日本福島第一核電廠核漏事故由地震和海嘯引發，引發美國核工業內部重新進行安全審查和討論，儘管此次核事故本身並未造成人員死亡或放射病。
2011年2月5日：美俄新削減戰略武器條約生效，進一步削減已部署的戰略核彈頭和發射器。該條約已獲延期，並將繼續成為美俄軍備控制的基石。
這段時間線凸顯了美國與核子技術關係的複雜性和演變性，涵蓋了核子技術的破壞潛力及其和平應用。
《2020 年能源法案》：指示建立高純度低濃縮鈾 (HALEU) 供應計劃，以確保先進反應器所需的這種關鍵燃料的國內供應。該法案承認了先進反應器部署面臨的一個主要瓶頸。
《2022 年通膨削減法案》 (IRA)：一項具有里程碑意義的立法，其中包含對核能的重要規定有：
生產稅收抵免 (PTC)：適用於現有核電廠（幫助其維持經濟可行性）以及新的、技術中立的清潔電力來源（包括先進核能）。
投資稅收抵免 (ITC)：適用於新建的先進核設施。
能源基礎設施再投資 (EIR) 計劃：該計劃根據《能源基礎設施再投資法案》(IRA) 設立，為對已停止運營的能源基礎設施進行改造、翻新、改變用途或更換的項目提供貸款擔保，並明確提及核能是符合條件的用途（例如，為重啟 Palisades 核電站提供的貸款）。
高濃縮鈾 (HALEU) 生產資金：已撥款 7 億美元專門用於高濃縮鈾的研發和國內生產。
《禁止俄羅斯鈾進口法案》（2024 年 5 月）：該法案已簽署成為法律，禁止進口俄羅斯濃縮鈾，自 2024 年 8 月 11 日起生效（部分豁免條款有效期至 2028 年）。
《先進核反應器法案》（ADVANCE Act，於2024年7月簽署成為法律）旨在簡化核反應器許可流程，激勵先進反應器部署，並促進國內燃料供應鏈。
2024年8月: 田納西河谷管理局 (TVA) 董事會批准將用於其位於田納西州克林奇河核電廠的小型模組化反應器 (SMR) 開發項目的資金總額增加至 3.5 億美元。此次批准是繼董事會於 2022 年 2 月批准的 2 億美元初始資金之後，又追加 1.5 億美元的資金。
2024年9月: 國能源部敲定了重啟密西根州帕利塞茲核電廠的融資方案。
2024年10月: 拜登政府的核能擴展計劃包含三個主要策略：1.重新啟動已關閉的核電廠。2.推動小型模組化反應堆（SMR）的開發。3.繼續開發新一代的先進核能技術。
2024 年 10 月 16 日: 美國能源部 (DOE) 正式宣布，將提供高達 9 億美元的資金，用於支援美國國內第三代及以上小型模組化反應器 (SMR) 的初步部署。這筆資金由 2024 年《綜合撥款法案》撥款，並利用了《兩黨基礎設施法》的資金，最初宣布的申請截止日期為 2025 年 1 月 17 日。
(值得注意的是，美國能源部後來於 2025 年 3 月 24 日重新發布了該招標公告，並進行了一些修改，新的申請截止日期為 2025 年 4 月 23 日。)
2024年11月: 美國政府發布了一份路線圖，旨在到2050年將美國核能裝置容量增加兩倍，目標是透過新建、重啟和升級核電，實現200吉瓦的淨新增裝置容量。該路線圖設想到2035年，美國營運或在建核電裝置容量達到35吉瓦，到2040年，每年持續增加15吉瓦。
2025年1月: Santee Cooper已啟動一項流程，尋求收購並完成位於南卡羅來納州Jenkinsville的V.C. Summer核電站兩個部分建造的發電機組的提案。
2025年5月: 美國政府發布了四項行政命令，旨在大幅提升美國核能發電量。其整體目標是到2050年將美國核電發電量翻兩番，從約100吉瓦增加到400吉瓦。這些行政命令旨在：
簡化核管會 (NRC) 的流程：指示 NRC 徹底改革其法規，設定嚴格的期限（例如，新反應器許可證的審批期限為18個月），並將核電的經濟效益和國家安全效益與安全性放在首位。行政命令也要求重新考慮現有的輻射暴露模型。
重振核工業基礎：指示能源部 (DOE) 推動現有反應器5吉瓦的升級改造，並在2030年前啟動10座新的大型反應器的建設。行政命令也呼籲擴大國內鈾濃縮(包括HALEU)並探索乏燃料後處理技術。
加速核反應器測試：將部分先進反應器測試監管權從核管理委員會(NRC)轉移至美國能源部，以加速審查和部署。一項試點計畫旨在2026年7月4日，至少三座在國家實驗室外的新測試反應器達到臨界狀態。
部署核能用於國家安全和人工智慧：優先將核能用於軍事設施(目標是到2028年9月，一座反應器在國內基地投入運作)，並將人工智慧資料中心指定為關鍵國防設施，併計劃使用美國能源部場址的先進核反應器為其供電。該計劃還促進了美國核子技術的出口。
美國軍方也尋求利用核能保障國家安全。明年，五角大廈將在愛達荷國家實驗室開始測試以HALEU為燃料的微反應器原型。同時，美國空軍正在考慮在阿拉斯加部署一座微反應器。美國陸軍正在評估其兩個基地的反應爐招標，海軍最近開始探索在馬裡蘭州、維吉尼亞州和北卡羅來納州一些未充分利用的場地部署反應爐的可能性。
大型科技公司也轉向核能，為未來的資料中心和人工智慧系統提供動力。過去一年, 科技巨頭在核能方面的努力有:
Microsoft (微軟)
2024年9月
三哩島重啟：微軟與Constellation Energy簽署了一份為期20年的購電協議 (PPA)，成為頭條新聞。該協議旨在重啟賓州三哩島核電廠1號機組，該機組自2019年以來一直處於休眠狀態。該計畫的目標是到2028年，該反應器將投入運營，直接向微軟的AI數據中心輸送超過800兆瓦的清潔能源。根據廣泛報導，這是微軟迄今規模最大的購電協議，也可能是單一客戶首次同意購買整座核電廠的電力。
小型模組化反應器 (SMR) 和微反應器探索：在達成這筆大規模交易的同時，微軟也公開宣布正在其全球網路中探索小型模組化反應器 (SMR) 和微反應堆，試點計畫可能計劃於 2025 年啟動。
2025年7月 - 微軟與愛達荷國家實驗室 (INL) 合作，利用人工智慧技術推進核許可審批：微軟與愛達荷國家實驗室 (INL) 宣布合作，利用人工智慧（例如Google雲端的Gemini和Vertex AI等人工智慧工具）顯著加快新核電廠的許可和審核流程，並優化現有核電廠的運作。此舉旨在將原本耗時多年的流程縮短至18個月，從而解決核能部署的一個關鍵瓶頸。
Amazon (亞馬遜)
2024 年 10 月 - 亞馬遜網路服務 (AWS) 介入：
小型模組化反應器 (SMR) 部署探索：亞馬遜網路服務 (AWS) 宣布與核能開發人員合作，探索在其資料中心附近部署小型模組化反應器 (SMR)，尤其關注維吉尼亞州，並計劃在 2040 年部署 5 吉瓦的核電裝置容量。這顯示了亞馬遜的長期、大規模戰略承諾。
直接投資：亞馬遜也透露了對核能專案和技術的大量直接投資，包括對 X-energy（一家 SMR 開發商）的錨定投資，以及與 Energy Northwest 合作在華盛頓州部署小型模組化反應器 (SMR)。據報道，到2024年，這些投資總額將接近10億美元。
與現有核電廠共建：亞馬遜也擴展了其資料中心與現有核設施（例如Talen Energy位於賓州的Susquehanna核電廠）共建的策略，以確保為其AWS營運提供直接、無碳的電力。
2024年10月16日: 亞馬遜宣布投資5億美元，並承諾協助X-energy在華盛頓州部署四座HALEU燃料反應堆，以及維吉尼亞州的潛在反應器計畫。
2025年6月 - 亞馬遜與Talen Energy簽署1.9吉瓦核電協議：亞馬遜宣布與Talen Energy達成一項新的長期購電協議 (PPA)，確保其AWS數據中心在2042年之前從賓夕法尼亞州的薩斯奎哈納核電站獲得1.9吉瓦的電力。這擴展了亞馬遜現有的共置策略，並包括探索在該核電廠進行升級改造以及可能新建的小型反應器 (SMR)。亞馬遜也重申，過去一年已在核能項目和技術上投資超過10億美元。
Alphabet (谷歌)
2024年10月 -
與Kairos Power合作：Google宣布與先進SMR技術開發商Kairos Power建立合作關係。據報道，該協議包括承諾為至少三個核項目提供資金，每個項目都可能提供600兆瓦的電力，並可選擇在項目完成後由谷歌進行商業承購。
人工智慧與核能的整合：Google雲端和西屋電氣宣佈建立合作夥伴關係，將人工智慧解決方案（例如西屋電氣的HiVE和Bertha）與谷歌雲端的技術相結合，以增強核反應器的建設和運作。此舉旨在簡化西屋公司 AP1000、AP300 SMR 和 eVinci 微反應器的部署，並利用人工智慧優化流程。
2025年5月 - 谷歌承諾為三個先進核電項目提供資金：Google正式宣布與核電項目開發商Elementl Power達成協議，承諾為至少三個核電項目提供早期開發資金，每個項目的目標發電容量為600兆瓦。此舉建立在Google先前聲明的興趣以及與Kairos Power的合作關係之上。
2025年7月 - 西屋電氣與谷歌雲合作，共同推進核電建設人工智能：西屋電氣與谷歌雲宣布合作，利用人工智能（西屋電氣的HiVE和Bertha解決方案與谷歌雲技術相結合）簡化西屋電氣先進核反應器（AP1000、AP300小型模組化反應器、eVinci反應堆）的建設，AP1000、AP300小型模組化反應器、eVinci反應堆）的建設，並提升現有電站的建築效率。此舉旨在提高核電建設的效率和可重複性。
2025年10月14日: Google宣布與Kairos Power合作，部署總功率達500兆瓦的HALEU燃料反應器群。
Meta (臉書)
2024 年 11 月/12 月 -
新增核電裝置容量招標書 (RFP)：Meta（Facebook 的母公司）於 2024 年發布了一份招標書 (RFP)，旨在確保在美國新增 1-4 吉瓦的核電裝置容量。這表明他們致力於為其快速擴張的人工智慧基礎設施獲取大量、可靠、清潔的能源。此舉使其雄心勃勃的人工智慧發展計畫與其永續發展目標一致。
後續協議（2025 年初背景）：在 RFP 發布期間，Meta 隨後於 2025 年 6 月與 Constellation 簽署了一項協議，將在 20 年內購買 1.1 吉瓦的核電，這表明其 2024 年的詢價取得了具體進展。
2025年6月 - Meta簽署20年核電協議：Meta宣布與Constellation Energy達成一項重要協議，將從2027年6月起，在20年內從Constellation位於伊利諾伊州的克林頓清潔能源中心獲得1.1吉瓦的電力。該協議有助於確保柯林頓核電廠的持續運營，並直接回應Meta日益增長的人工智慧資料中心能源需求。 Meta也表示，其2024年新增核電裝置容量招標書（RFP）已收到50多份合格提案，並已入圍多個州的專案。
註: 關於HALEU的詳細資訊, 可看我之前寫的這篇文章”美股介紹: 先進核能的關鍵原料HALEU製造商 Centrus Energy $LEU 初稿”.
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