Centrus能源公司(核燃料供應(yīng)商)和清潔堆芯釷能源公司(新型創(chuàng)新核燃料設(shè)計(jì)公司)根據(jù)上一年早些時(shí)候簽署的諒解備忘錄開始合作，以推廣先進(jìn)核燃料。
1、ANEEL的重要意義
HALEU示范計(jì)劃(圖源：Centrus Energy)
最近，Centrus總裁兼CEO丹尼爾·波尼曼(Daniel B.Poneman)祝賀清潔堆芯公司(Clean Core)和德克薩斯A&M公司成功制造新一代核燃料的第一批樣品芯塊。
這種將釷(Th)與高含量、低濃縮鈾(HALEU)結(jié)合在一起的燃料，被稱為濃縮生命級(jí)先進(jìn)核能(ANEEL)。這批芯塊的關(guān)鍵部件——HALEU——將由Centrus生產(chǎn)，對(duì)于美國來說，這一點(diǎn)至關(guān)重要，因?yàn)槊绹€沒有商業(yè)供應(yīng)的HALEU。
核工業(yè)一直專注于新的反應(yīng)堆設(shè)計(jì)，以解決氣候變化、可再生能源、用可靠的基本負(fù)荷替代品取代化石燃料等各種問題，而HALEU對(duì)這些反應(yīng)堆的運(yùn)行至關(guān)重要。
2、零碳能源的潛在選擇
這種新反應(yīng)堆和新燃料無論是對(duì)于美國還是世界，都具有重要意義。
就在昨天，美國能源部發(fā)布了一份新聞稿，介紹了其制定的一項(xiàng)新的計(jì)劃，該計(jì)劃將確保美國高含量低濃縮鈾燃料的供應(yīng)。
HALEU可用性計(jì)劃的建立，對(duì)于先進(jìn)反應(yīng)堆的示范和商業(yè)部署至關(guān)重要，目前已包括兩個(gè)示范項(xiàng)目，該項(xiàng)目將通過兩黨基礎(chǔ)設(shè)施法獲得25億美元的資金，以幫助支持國家的氣候、國家安全和創(chuàng)造就業(yè)目標(biāo)。
參議院能源和自然資源委員會(huì)主席、美國參議員喬·曼欽(Joe Manchin)說：“我很高興能源部正在推進(jìn)這一計(jì)劃，美國國內(nèi)將開始供應(yīng)高含量低濃縮鈾。”
“長(zhǎng)期以來，我一直支持將先進(jìn)核技術(shù)商業(yè)化，將其作為零排放能源的基本負(fù)荷能源，并致力于資助《2020年能源法》授權(quán)的先進(jìn)核燃料計(jì)劃，以防止依賴俄羅斯或其他外國供應(yīng)商為下一代核電提供燃料。”
先進(jìn)的HALEU-釷ANEEL燃料尤其適用于現(xiàn)有和新的CANDU堆和其他加壓重水反應(yīng)堆(PHWR)。ANEEL可以將CANDU/PHWR中產(chǎn)生的廢物量減少80%以上，最大限度地降低廢物管理成本和安全問題，同時(shí)提供防擴(kuò)散效益。
清潔堆芯公司CEO 邁胡爾·沙阿(Mehul Shah)表示：“與Centrus 能源公司合作推廣我們的ANEEL先進(jìn)核燃料，將有助于為需要的新興國家?guī)砬鍧崱⒖煽康碾娏Α?rdquo;
“我們使用釷和HALEU的創(chuàng)新技術(shù)為CANDU/PHWR型核電廠節(jié)約了大量成本、同時(shí)對(duì)于安全和防擴(kuò)散方面也有重要意義。”
3、夢(mèng)幻組合
ANEEL是Th和HALEU的夢(mèng)幻組合，其U-238遠(yuǎn)低于普通燃料——低20%，而輕水堆(LWR)中使用的U-238超過94%。
HALEU本身的U-235含量在5%至20%之間。大部分燃料是Th基質(zhì)，HALEU中的U-235作為裂變驅(qū)動(dòng)，為持續(xù)裂變提供足夠的中子。
Th-232捕獲一個(gè)中子并轉(zhuǎn)換成U-233，U-233也可裂變，并開始提供更多中子和更多能量。
同時(shí)，U-238捕捉到一個(gè)中子，轉(zhuǎn)化成钚-239，钚-239也會(huì)裂變，幾乎和它產(chǎn)生的速度一樣快。
隨著所有這些裂變的進(jìn)行，ANEEL燃料的燃耗率很高，用同樣數(shù)量的燃料在反應(yīng)堆中提供更多的能量。
事實(shí)上，ANEEL的燃耗率超過50 GWd/t，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過目前CANDU/PHWR天然鈾燃料的7 GWd/t，因此反應(yīng)堆在其使用壽命內(nèi)只需要約七分之一的燃料，在運(yùn)行、燃料和廢物管理成本方面實(shí)現(xiàn)了顯著效益提升。
ANEEL燃料在其整個(gè)生命周期內(nèi)都具有防擴(kuò)散的設(shè)計(jì)，因?yàn)楦叩娜己穆蕰?huì)導(dǎo)致Pu快速深度燃燒。這也增加了生成燃料的钚-240和钚-242的數(shù)量——核武器中不受控制連鎖反應(yīng)的中子毒物。因此，ANEEL乏燃料很難制成核武器。
最后，CANDU/PHWR使用天然鈾也存在一個(gè)問題，因?yàn)樗鼈兎磻?yīng)過程中存在正冷卻劑空隙反應(yīng)(CVR)，影響反應(yīng)堆的安全。但使用ANEEL燃料會(huì)降低CVR，從而在產(chǎn)生更多能量的同時(shí)提高安全性。
4、不斷深入商業(yè)化進(jìn)程
中國秦山三期CANDU核電廠(圖源：網(wǎng)絡(luò))
根據(jù)世界核協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)，全世界在運(yùn)CANDU/PHWR有48個(gè)，總發(fā)電能力為2400萬千瓦。最大的反應(yīng)堆群在加拿大，19個(gè)CANDU PHWR(容量近1400萬千瓦)提供了該國15%的電力。
由于這些反應(yīng)堆目前使用的是未濃縮的天然鈾，因此它們也可能是Centrus以及清潔堆芯釷能源公司的潛在市場(chǎng)。
波尼曼說：“生產(chǎn)第一顆ANEEL試驗(yàn)芯塊是開發(fā)這種新型先進(jìn)核燃料的重要一步。隨著大量PHWR反應(yīng)堆已經(jīng)在加拿大和其他地方運(yùn)行，ANEEL可以在未來幾年加速并擴(kuò)大對(duì)HALEU的早期需求。”
“我們重視與清潔堆芯公司的合作關(guān)系，以支持ANEEL的商業(yè)化，并期待有機(jī)會(huì)成為其長(zhǎng)期HALEU供應(yīng)商。”
清潔堆芯公司計(jì)劃在2024年底前將燃料商業(yè)化。德克薩斯A&M大學(xué)核工程和科學(xué)中心在INL的質(zhì)量要求和監(jiān)督下成功制造了ANEEL燃料樣品。
根據(jù)今年早些時(shí)候簽署的諒解備忘錄，清潔堆芯公司和Centrus正與其他PHWR合作，在世界各地的CANDU反應(yīng)堆中推廣使用ANEEL先進(jìn)核燃料。
雖然德克薩斯A&M公司正在制造的初始試驗(yàn)芯塊使用INL(愛達(dá)荷州國家實(shí)驗(yàn)室)提供的少量HALEU，但清潔堆芯釷能源公司計(jì)劃使用Centrus公司的HALEU進(jìn)行ANEEL燃料的商業(yè)規(guī)模生產(chǎn)。
根據(jù)2019年與美國能源部簽署的一份為期三年的合同，Centrus正在俄亥俄州皮克頓建造第一條NRC許可的HALEU生產(chǎn)線。
到目前為止，Centrus已經(jīng)完成了每一個(gè)合同里程碑，并將繼續(xù)根據(jù)合同開展工作。
關(guān)于Centrus能源公司：
Centrus能源公司是核電行業(yè)值得信賴的核燃料和服務(wù)供應(yīng)商，通過其供應(yīng)源的可靠性和多樣性，公司致力于為其公用事業(yè)客戶滿足日益增長(zhǎng)的清潔、經(jīng)濟(jì)、無碳電力需求。
自1998年以來，該公司為其公用事業(yè)客戶提供了1750多堆年的反應(yīng)堆燃料，相當(dāng)于70億噸煤。憑借世界一流的技術(shù)和工程能力，Centrus還正在推進(jìn)下一代離心機(jī)技術(shù)，以便美國能夠在未來恢復(fù)其國內(nèi)鈾濃縮能力。
關(guān)于清潔堆芯釷能源公司(Clean Core Thorium Energy)：
清潔堆芯釷能源公司是一家促進(jìn)釷驅(qū)動(dòng)動(dòng)力的核燃料創(chuàng)新公司，目前正在申請(qǐng)專利的先進(jìn)核燃料技術(shù)ANEEL由釷和高含量低濃縮鈾(HALEU)組成，能夠安全且經(jīng)濟(jì)高效地為全球核電部門的現(xiàn)有PHWR/CANDU反應(yīng)堆供電。
ANEEL燃料是解決核能安全、廢物和擴(kuò)散問題的革命性解決方案。
免責(zé)聲明：本網(wǎng)轉(zhuǎn)載自合作媒體、機(jī)構(gòu)或其他網(wǎng)站的信息，登載此文出于傳遞更多信息之目的，并不意味著贊同其觀點(diǎn)或證實(shí)其內(nèi)容的真實(shí)性。本網(wǎng)所有信息僅供參考，不做交易和服務(wù)的根據(jù)。本網(wǎng)內(nèi)容如有侵權(quán)或其它問題請(qǐng)及時(shí)告之，本網(wǎng)將及時(shí)修改或刪除。凡以任何方式登錄本網(wǎng)站或直接、間接使用本網(wǎng)站資料者，視為自愿接受本網(wǎng)站聲明的約束。
