美国大学在不断升级翻新已有研究堆的同时，也在积极准备建设新的研究堆，以便更新核能研发关键的国家基础设施，并为先进核反应堆的开发和商业化提供支持。

美国认为，核工业只有得到训练有素的劳动力和同样具有创新性的国内研究基础设施的支持，才能充分实现先进核创新的价值，并保持其在核科学与工程及相关学科的领先地位。大学研究堆对于核产业人员的教育尤其重要，它为在安全和受控环境中进行指导提供了反应堆实践工具。

目前美国在运的大学研究堆共有 25 座。除了作为教学工具外，这些反应堆还执行广泛的研究任务，其好处远远超出了核领域，延伸到生物技术、纳米技术、航空航天、汽车应用、考古学和犯罪学等领域。

美国大学的核科学和工程基础设施，包括大学研究堆和实验室，起源于 20 世纪五六十年代。为了更好地支持核工业的持续创新，美国必须确保这些现有研究堆设施能力的持续运行，同时还需开发升级的世界一流大学研究堆设施，这些设施可以（1）培养一支具有先进反应堆概念实践经验的人力资源队伍以被行业部署；(2) 提供解决新兴技术挑战的研究能力；(3) 确保地方具有公平地获得这些设施的机会和利益，例如通过寻求具体方式将历史上在获得研究堆设施不足的地方纳入其中。

几十年来，美国能源部 (DOE) 及其前身机构一直为大学研究堆提供支持，因为这些反应堆为推进核技术的和平利用提供了关键支持。美国能源部核能办公室 (NE) 通过其大学燃料服务 (UFS) 计划（以前称为研究堆基础设施计划）向大学研究堆提供燃料，并通过其核能大学研究计划 (NEUP) 提供有竞争择优资金支持改进大学研究堆的安全、性能、控制或运行可靠性方面的改进提升。

一、美国大学研究堆的现状

核能办公室此前曾研究过国内研究堆的能力差距，并收到了利益相关者支持升级和改进需求的意见。造成基础设施老旧的主要挑战包括设备老化/过时、缺乏需要更换的零件以及数字化仪控改造相关的监管等问题。利益相关者的意见和核能办公室的经验是支持现有大学研究堆的升级改造。

1980年，美国曾一度有63个大学研究堆。截至 2023 年，美国国内有24 所大学在其校内设施中运行 25 个反应堆。其中，德州农工拥有两个研究堆。研究堆数量的减少是多种因素的结果，主要与研究堆的寿命到期有关。维护老化设备、更新设备以满足不断发展的现代标准以及获取零件和专业知识来支持过时的设备组件等持续挑战都使大学预算紧张。这些问题在公众对核能支持较低的时期出现，反映在学生入学率和外部资金可用性上，也是导致停止运营决定的因素。目前，核能商业投资和学生入学率的历史下降趋势已经在扭转，增加了对大学研究堆提供的培训和服务的需求，而与运营这些大学研究堆相关的财务和后勤挑战仍然存在。

目前，美国各地正在运行的大学研究堆根据其教育和研究任务具有不同的能力和规模。这些研究堆在教育和向核工程师、核科学家和其他专业人员提供经验方面发挥着重要的国家基础设施作用，这些专业人员对美国国家实验室、能源部、国防部、核管理委员会 (NRC)、核电、核医学、小微企业和国土安全都至关重要。正确装备和管理的校园研究堆在进行小规模实验的实践教育和研究经验方面具有独特的优势美国大学院校研究，美国大学积极准备建设新的研究堆，而这些实验在大型发电反应堆设施中进行是不切实际的。25 座正在运行的大学研究堆运行已达30-70年，其中最新的位于德克萨斯大学奥斯汀分校（于 1992 年达到临界），最古老的位于宾夕法尼亚州立大学 (PSU)（于 1955 年投入运行）。为了实现任务目标、保持安全和运行能力，每个大学研究堆设施必须对其各自的基础设施进行定期改进或升级。

自 2009 年以来，NEUP 每年提供基础设施拨款，以支持大学研究堆的升级改造，每年可用资金在 250-300 百万美元之间。2009 年至 2023 年间，核能办公室为所有 24 所拥有研究堆的大学资助了 122 个反应堆升级项目，总计约 3910 万美元。该项目侧重于安全和保障，重点是采购备用部件以维持运营。由于设备和组件的老化，供应商的长期支持是有限的。支持老化研究堆的设备的市场较小和不断增加的购置成本使大学研究堆有停止运行的风险。例如，通用原子公司不再制造或支持TRIGA研究堆的控制棒驱动机构。需要大量时间来寻找类似的部件进行替换。在某些情况下，新组件可能需要修改许可证美国大学院校研究，这最终会大大延长大学研究堆的总体停运时间。其他关键的利基组件也面临着类似的过时风险。

美国大学研究堆升级改造项目面临着监管、采购和成本的综合挑战。根据能源部掌握的信息，预计所需的升级项目需要较大的投资。例如，宾夕法尼亚州立大学 (PSU)最近完成了一项设施升级，总成本约为 2065 万美元。宾大承担了约 950 万美元的成本费用，并捐赠了价值约 980 万美元的设备，美国能源部 2013 财年拨款也提供了 136 万美元资助。完成的升级项目包括增加五个中子束端口，建筑物的拓展以及监管部门许可审批。另一个例子是，2012 年，普渡大学研究堆利用美国能源部基础设施拨款提供的约127万美元拨款，启动了数字化仪控系统转换，并于 2022 年完成。127万美元是不够的，普渡大学的商业合作伙伴承担了剩余成本。虽然可以对现有的大学研究堆进行现代化改造并增加其能力，但这需要私营和公共部门的大量投资。

2023财年拨款提供了高达 1200 万美元的资金，用于振兴现有大学核研究基础设施，特别是支持网络物理保护、先进核反应堆的数字化技术以及小型模块化反应堆 (SMR) 的开发和安全评估。美国能源部打算将这些资金的一部分继续用于其现有的大学研究堆升级改造支持项目，另一部分用于鼓励财团和合作伙伴全面应对跨机构基础设施挑战的新方法。其目的是让现有资金发挥最大效益，提高先进反应堆相关的研究与开发能力。美国能源部坦诚美国藤校留学，为了实现大学研究堆的网络安全升级、数字化改造以及为先进核反应堆开发提供最好支持，这些都需要大量的、持续性的投资。

二、先进反应堆研究和核产业人力资源的发展需求

目前正在运行的所有现有大学研究堆均基于六十多年前的设计。虽然这些研究堆将继续承担关键的研究、培训和同位素生产任务，但是新兴的商业先进核反应堆市场将与这些设计有很大不同。这些差异包括小型轻水堆正在开展的规模大小、制造方法、安全方法和操作概念方面的创新，以及使用不同冷却剂和燃料形式的先进非轻水反应堆。美国大学研究堆作为国家关键基础设施，还没有做好充分准备来培训学生以及测试或演示与这些先进反应堆相关的技术。

通过在大学安装 小型模块化反应堆模拟器以及让现有大学研究堆采用数字仪控系统已经取得了一些进展。其他大学也安装了测试回路来研究先进材料，例如麻省理工学院研究堆（MITR）安装了熔盐研究回路。现有大学研究堆的升级就是要采取这些方法，让大学研究堆升级的同时填补了国内研究空白，让其提供额外的价值支持先进核反应堆的开发。美国能源部坦诚，这种做法的效用是有限的，理想的解决方案是建造新的研究堆，使用与商业部署的新设计相同类型的燃料、冷却剂和控制过程。这些新的研究堆和其他低成本功能应经过深思熟虑的开发，以实现协同效应，例如应该将从新的研究堆中获得的数据，汇聚到可能在其他地方使用的模拟器或数字孪生系统中。

不少美国大学正考虑建设先进核反应堆，三个典型代表：

（1）伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校 (UIUC)

计划安装一个超安核能公司（USNC）的高温气冷微堆 (MMR)，用于校园供电和供暖（UIUC冬季比较寒冷，曾发生醉酒学生失冷冻死街头的惨剧）。MMR 是一座 5~10 MWe的氦冷高温气冷微堆，将使用高丰度低浓铀 (HALEU) 燃料。虽然拟议的反应堆将支持教育、培训和研究，但该大学表示，该研究的性质将不同于传统的基于辐照的研究堆工作。其目的是专注于支持微堆的广泛、经济上可行的部署的研究，例如在操作、仪器和控制以及氢气生产和工业过程等协同技术方面。微堆作为商业概念的出现提供了现有反应器所不具备的潜在优势，UIUC 与 MMR 的合作伙伴关系可能会证明这一点。除了培训和研究任务外，校园反应堆还将帮助大学实现其碳减排目标，并将作为 MMR 商业反应堆的示范。如果成功，商业反应堆也将得到广泛部署，使校园反应堆和商业舰队能够互惠互利。园区反应堆可用于测试和演示考虑用于商业用途的概念，而强大的商业堆群的存在可以帮助确保供应链和专业知识可用于支持园区反应堆。UIUC于2021年6月提交了申请许可证的意向书，并于2021年12月提交了监管参与计划。

（2）阿比林基督教大学 (ACU)

美国熔盐堆创业公司（ , LLC）正在阿比林基督教大学（ACU， ）推进首个熔盐研究堆（MSRR， Salt ）项目。 的技术来自ACU，ACU为进一步加强熔盐堆研究专门成立了熔盐堆科学与工程研究中心（SERC）。SERC于2022年3月开工建设，2023年8月竣工。MSRR将部署在SERC，目标是2026年投入运行。ACU 与其他三所大学合作组建了一个名为“核能实验测试研究联盟（）”。 正在利用私人投资开发定制熔盐反应堆 (MSR)。2024年9月，MSRR已正式获得美国核管理委员会（NRC）颁发的建造许可证（两步法许可证申请，后续还需申请运行许可证）。

（3）美国密苏里大学

密苏里大学（ of ）目前运行有一座池式研究堆（MURR），主要用于放射性药物研究与生产、放射性考古、放射性化学和材料辐照性能研究。MURR自1966年开始运行，最初功率为5MWth，1974年增加到 ，是美国大学里面功率最高的研究堆。2023年3月23日，密苏里大学正式宣布将寻求建设一座功率更大（）的新研究堆（ MURR）取代日益老化的MURR研究堆，以确保密苏里大学继续在医用放射性同位素药物的研究和生产方面处于领先地位。2017年，MURR获得20年延寿许可，阿贡国家实验室（ANL）正在为该堆开发低浓铀燃料，预计MURR将在2030年前转化为采用低浓铀燃料运行。 MURR已于2023年4月10日发布项目招标，希望在2026年完成设计和取证。

上述项目是正在考虑的新型研究堆的缩影。投资先进核反应堆的大学已指出能源部的支持有助于确保项目成功。在没有能源部支持的情况下，大学现在愿意开始投资这些项目，这清楚地表明它们评估了使用当前一代研究堆无法满足需求。虽然所有反应堆都可以进行辐照实验，并且可以使用非反应堆测试回路进行材料测试，但还有各种其他研究和劳动力培训需求只能使用先进的核反应堆来满足。小型研究堆提供了进行此类研究的绝佳机会，同时为使用具有现代功能的真正先进反应堆提供了劳动力发展机会。

三、先进大学研究堆及相关升级规划

尽管通过对非反应堆基础设施的投资可以实现显着的效益，但这些效益将与一个或多个新的先进研究堆一起发挥最大的影响力。国会特别要求对先进大学研究堆的全生命周期成本进行评估。一般来说，术语“生命周期成本”是指项目从“摇篮到坟墓”，或从概念到退役的所有成本。关于这些潜在生命周期成本的信息目前仍然有限。该报告提供了有关生命周期成本的可用信息，以及可能影响这些成本和相关资金概况的一般因素。

尽管能源部更愿意引用大学研究堆项目的公开成本估算，但尚未确定任何成本估算。根据感兴趣的利益相关者提供的意见，美国能源部目前估计，每个大学新的研究堆项目的规划、许可和建设总成本在 1.5 亿至 3 亿美元之间。相关的预算概况会因项目而异，但资本项目通常在从规划到施工或制造的过渡过程中经历高峰。

为了估算燃料供应成本，能源部假设新的大学研究堆将与现有反应堆公平对待，能源部支持提供燃料和相关服务，包括处置。新反应堆可能会影响 UFS 计划的未来成本。目前向现有反应堆提供燃料的平均成本可能不是先进反应堆的适当估计基础，先进反应堆通常会使用尚未确定市场成本的新燃料类型。然而，抵消这种成本不确定性的是一些运行概念，包括无需补料的长时间运行，甚至在某些情况下在整个反应堆寿命期间运行。即使对于那些使用单个燃料循环来支持反应堆整个运行寿命的反应堆来说，也需要了解初始燃料装料的来源，并且目前无法轻易估计。美国能源部只有在能确定研究堆的燃料资源是确定的和可靠的，才有可能去支持新的大学研究堆项目。

四、总结

美国现有的 25 座大学反应堆执行着广泛的研究和教学任务，其好处远远超出了核领域。然而，除了最好地支持数字控制和网络物理安全等现代技术研究所需的重大升级之外，维持其持续运行的成本也在增加，这主要是由于这些反应堆的老化。此类升级和维护投资对于维持这些反应堆的可用性至关重要，这些反应堆作为研发资源的价值并没有因美国市场上部署的先进反应堆的出现而减少。

与此同时，美国新兴商业先进反应堆群的潜在快速扩张带来了额外的研发和劳动力发展需求，而增加新的研究和培训能力可以最好地满足这些需求。通过对现有大学研究堆的升级和维护，以及添加新的先进反应堆和测试设施和模拟器等补充技术的负责任组合来振兴美国核研究基础设施将使美国能够：保持其在世界级核科学技术研究中的领导地位；继续实现现有研究堆群的价值，包括其广泛的关键任务和反应堆实践培训的机会；增加新的能力，以独特的方式支持新兴的先进反应堆的商业化部署。

美国大学核研究基础设施可以通过伙伴关系和财团来振兴，这些基础设施可以通过将资源设计为互补和广泛使用来最大化资源的价值。

2024年4月，美国能源部正式向国会提交了名为《美国大学研究堆翻新、升级和新堆建设需求》的报告，以落实2023财年拨款法案中的法定任务要求。

2023财年综合拨款法案解释性声明（P.L. 117-328）要求能源部 (DOE) 准备一份报告，详细说明美国高等院校研究性反应堆翻新的需求以及升级或建造额外大学反应堆的潜在需求，包括潜在的新堆的全生命周期成本和相关资金概况。

拓展阅读

美国各大学 研究院，了解美国院校分类体系，选择最适合孩子的理想院校

摘要

这是陈航说留美的第188篇原创

【系列视频】什么是R2类博士型搞研究类大学？学校需要注意什么？还有哪些类大学？选学校的时候需要注意学校的类型吗？

今天我们接着上期的话题，以UNH为例，来给高考后的家长介绍一下，什么是美国的R2类博士型高研究类大学。

R2类博士型高研究类大学美国各大学 研究院，属于美国研究型大学的其中一种。美国的大学分类与中国的分类相似，将大学分为研究类大学，博士点，博士后点，其中博士类大学特指至少可授予20个博士学位的大学。除此之外，还有教育实用性人才大学，如专业硕士，专业人才等，这些学历毕业后的就业方向也很好。

我们都知道美国各大学 研究院，了解美国院校分类体系，选择最适合孩子的理想院校，美国的大学比较多QS200名校留学，其中研究型和非研究型的大学按卡耐基分类法（ of of ）分类，科研经费也按这种分类方式拨发。这种分类下的博士类大学，再往下分可分为三种小类：

第一种为最高研究活动类大学(R1: – )，比如布朗大学，康奈尔大学，杜克大学，哈佛大学等等。

第二种为较高研究活动大学 (R2: – )，比如新罕布什尔大学（UNH），达特茅斯学院，俄亥俄大学，圣路易斯大学等。

第三种为中等研究活动大学(R3： – )，比如克拉克大学，路易斯安那理工大学，安德鲁大学等。

这些大学加起来共300所，UNH是R2类较高研究活动大学。学校内有设有多种研究院所和项目。这里的研究院所指的并不是专业：比如流体物理中心，人文科学研究中心，地球系统研究中心等。

有的家长说要去诺贝尔奖最多的，研究类最高的，这个想法很好，不过也要根据学生自身情况来定。比如如果学生读大一大二，其实学校有无诺贝尔奖对学生来说，并没有太大的关系。因为其实得诺贝尔奖的老师很多为学术型人才，教书技巧不一定好，所以这个时候反而是注重本科教学的学校，教书教得比较好。

因此学生和家长在选校时，请提前调查好学校的教学情况，选择适合自己的院校。

美国大学院校研究，美国大学申请攻略：挑选适合你的理想院校

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国际交流：学校是否提供国际交流项目或机会？这对于你拓宽国际视野和跨文化交流是非常重要的。

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结语：选择适合自己的理想院校是一项重要而复杂的任务。通过明确自己的目标和兴趣，研究学校排名和声誉美国大学院校研究，考虑学校的资源和机会，了解学校的费用和奖学金机会，以及参观校园和交流，你将能够更好地挑选适合你的理想院校。

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