2025年7月,美国核管理委员会(NRC)向美国参众两院提交《支持批量制造核聚变设备许可的基于风险、基于性能、针对特定设计的监管框架研究》报告(以下简称 “报告”)。该报告严格依据《2024年加速部署多功能先进核能清洁能源法案》(ADVANCE 法案)第 205 (c)(2) 款要求编制,系统梳理内外部监管经验,明确批量核聚变设备许可框架的核心方向,为美国核聚变技术从 “实验室研发” 向 “规模化商用” 的监管衔接提供关键依据。

一、出台背景
2024年7月,ADVANCE法案出台,按文件规定NRC需联合协议州与私营核聚变行业,开展“基于风险、基于性能、针对特定设计”的批量核聚变设备许可框架研究,且必须评估联邦航空管理局(FAA)航空器设计、制造及运营认证流程的潜在借鉴价值;同时NRC还需要在2025年7月前提交 “发布批量核聚变设备许可整合指南或法规” 的预计时间表。
除了制度规定外,本报告的出台也与一年来行业最新进展相关:目前,部分企业(如 Helion Energy)已提出预期,计划最早于2028年实现首台商用核聚变设备向电网或终端用户供电。这一趋势使得传统 “单台设备逐案审查” 的核监管模式面临挑战——与定制化设计的裂变反应堆不同,核聚变设备因无临界质量风险、放射性产物可控等特性,具备 “标准化设计+批量制造” 的潜力,若沿用旧规,将导致审批效率低下、跨辖区部署规则冲突等问题。为此,报告强调,监管框架需提前规划,以适配行业批量生产与部署的实际需求。
二、监管框架核心设计
该报告构建了“外部跨行业借鉴+内部现有框架改造” 的监管逻辑,尝试筛选出可直接适配批量制造核聚变设备的机制。
1.外部监管借鉴
FAA(联邦航空管理局):借鉴航空器(飞机)的“型号认证 - 生产认证 - 适航认证” 三级体系。NRC提出建立核聚变设备 “型号分类”:按氚使用与否、活化产物数量分高/中/低风险类,不同类别对应不同审查深度;引入 “生产认证”:企业获证后可长期批量生产已获批设计,NRC仅需抽查质量体系,无需逐台审批。
FDA(食品药品监督管理局):借鉴放射治疗医疗设备的风险审查机制与上市后监测机制。建议将核聚变设备按 “放射风险” 分级:低风险设备(如无放射性燃料机型)可通过 “实质等同性” 快速获批,高风险设备(如含氚机型)需补充辐射防护验证;建立 “不良事件报告制度”:设备运行中出现辐射异常需实时上报NRC。
NHTSA(国家公路交通安全管理局):借鉴车辆安全部件监管要求,制定核聚变设备 “核心部件标准”:如承压容器、中子屏蔽层的安全性能指标(参考美国机械工程师协会标准);另外,需要简化前置审批:企业自主验证合规后即可生产,NRC 聚焦 “批量生产后” 的随机抽检。
2.内部政策适配
报告还评估了NRC旗下5类放射性材料监管框架,筛选出3个 “高适配性” 工具,通过对现有政策进行修订,即可适用于核聚变设备:
密封源与设备登记处(SSDR)框架
:原用于工业仪器、血液辐照仪等密封放射源设备的登记,其核心是 “一次审批、全国复用”——获批设备纳入全国登记系统,NRC与39个协议州(共40个辖区构成 “国家材料计划”)均认可其合规性。本报告建议修订:补充 “非密封放射性物质(如氚、活化产物)” 的特性评估模块,将其升级为 “核聚变设备专项登记系统”,终端用户申请许可时可直接引用登记结果,减少重复审查。
运输包装认证(10 CFR Part 71)
:原用于放射性物质运输包装的 “合规证书(CoC)” 认证,特点是 “一次设计认证,无限量生产”—企业获证后可批量制造包装,仅需在首次使用前书面通知NRC。本报告提出:将这一逻辑移植到核聚变设备,设备设计获批后即可批量生产,NRC无需对单台设备重复验证,仅需监管生产过程的质量一致性。
N型(nth-of-a-kind)微型反应堆审查框架
:原用于标准化微型裂变反应堆的 “设计预认证+部署简化” 模式—先通过 “全厂设计认证” 确定标准设计,部署时仅审查场地适配性(如地质条件、电网接入)。本报告建议:对批量核聚变设备采用类似逻辑,先完成 “标准化设计认证”,后续部署仅需验证 “场地与设备的兼容性”,大幅缩短审批周期。
三、解决方案
报告还提出三大监管难题,并给出了具体解决方案:
1. 难题1:跨辖区规则碎片化——建立 “协同监管机制”
因核聚变设备制造与部署可能跨多个辖区(如在加州制造、德州部署),而各协议州监管标准存在差异,本报告提出两项措施:
制定 “兼容性要求”:NRC为核聚变监管设定最低统一标准,协议州需将其纳入本地法规,确保核心要求无差异;
建立 “设计审批共享机制”:由NRC或某一协议州完成某一标准设计的审批后,其他辖区直接认可,仅需补充本地特殊要求(如环保细则)的审查。
2. 难题2:审查效率与安全平衡——推行 “基于风险的分级审查”
报告明确指出,审查深度需与设备风险挂钩,避免 “一刀切”。例如:
低风险设备(如使用非放射性燃料、无活化产物):采用 “实质等同性” 审查,对比已获批设计,无需重复测试;
高风险设备(如含氚、高活化产物):需补充 “辐射后果模拟”“应急方案验证” 等深度审查,但仅需在 “首次设计审批” 时完成,后续批量生产仅审查质量控制。
3. 难题3:全生命周期监管——构建 “从生产到退役” 的监督体系
报告参考FDA、NHTSA 的事后监管经验,设计了核聚变设备的全生命周期监督流程:
生产阶段:对获 “生产认证” 的企业,NRC在初始生产、每3年各进行一次全面检查,重点验证质量体系合规性;
运行阶段:终端用户需按季度提交 “辐射监测报告”,NRC 按设备风险等级与企业合规记录调整检查频率(高风险设备每半年一次,低风险设备每年一次);
退役阶段:制定 “标准化退役流程”,企业需提前提交退役方案,NRC审查后监督实施,确保放射性物质妥善处置。
四、时间计划
2025年3月,发布《国家材料计划核聚变监管愿景与战略》修订版。
2026年完成开发 “核聚变基础自学课程”(覆盖NRC与协议州监管人员)。
2027年,计划发布《NUREG-1556第22卷》(核聚变设备持有许可专项指南),统一申请材料与审查标准问题。
2028年,计划开展 “核聚变法规实施培训”并完成首台商用核聚变设备设计审批试点,以确保监管落地,验证框架可行性。
2029年,评估并采纳第三方核聚变设备标准(如结构安全、辐射防护标准),以完善规范体系,减轻企业合规成本。
2030年后,基于首台商用设备运营经验,更新监管指南与法规,以更好地适配批量商用需求。
五、总结
本研究为建立一套 “基于风险、基于性能、针对特定设计” 的批量制造核聚变设备许可监管框架奠定了关键基础。本研究还识别出多个现有的内部及外部框架,NRC将考虑借鉴这些框架,构建一套既能安全高效地为批量制造核聚变设备提供许可,又能同步监测核聚变技术行业发展进展的监管框架。
与此同时,NRC将继续寻找其副产品材料框架的潜在改进空间,以在符合行业需求的时间范围内,为批量制造核聚变设备的高效许可提供支持。
参考链接:
- https://www.fusionindustryassociation.org/nrc-submits-report-to-congress-on-licensing-frameworks-for-fusion-energy-machines/
- https://drive.google.com/file/d/1U4CYAkXaGMJLp3BHwXvnq34EaRMeYmHk/view