法國(guó)替代能源和原子能委員會(huì) (CEA) 已分拆出兩家核初創(chuàng)企業(yè)——Hexana 和 Stellaria——以開發(fā)小型模塊化反應(yīng)堆 (SMR)。

Hexana 團(tuán)隊(duì)：Paul Gauthé、Jean-Baptiste Droin 和 Sylvain Nizou(圖片來(lái)源：CEA / L Godart)

Hexana 的目標(biāo)是開發(fā)一種具有鈉冷快中子反應(yīng)堆的 SMR，并集成了高溫存儲(chǔ)裝置。一個(gè)工廠將包括兩個(gè)這樣的反應(yīng)堆(每個(gè) 400 MWt)，為一個(gè)儲(chǔ)熱裝置供電。相鄰的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)將使它能夠按需發(fā)電，并以靈活的方式與燃?xì)獍l(fā)電廠競(jìng)爭(zhēng)，同時(shí)也可以直接向附近的能源密集型工業(yè)供熱。

CEA 表示，快中子和鈉冷反應(yīng)堆“在核材料管理方面具有重大意義：它們?cè)跊](méi)有天然鈾或濃縮鈾的情況下運(yùn)行，而是使用貧化鈾和來(lái)自法國(guó)核艦隊(duì) (MOX) 后處理燃料的钚。因此，這些反應(yīng)堆將有助于能源主權(quán)和減少高水平核廢料的數(shù)量，這符合關(guān)閉核燃料循環(huán)的邏輯。

與此同時(shí)，Stellaria 旨在開發(fā)一種基于氯化物熔鹽反應(yīng)堆 (MSR) 的能源系統(tǒng)。

Stellaria 團(tuán)隊(duì)：Guillaume Campioni、Lucas Tardieu 和 Nicolas Breyton(圖片來(lái)源：CEA / L Godart)

MSRs 在低壓下使用熔融氟化物鹽作為主要冷卻劑。它們可以使用超熱中子或快中子光譜以及各種燃料運(yùn)行。如今，復(fù)興 MSR 概念的大部分興趣都與使用釷(培育裂變鈾 233)有關(guān)，其中需要提供裂變材料的初始來(lái)源，例如钚 239。有許多不同的 MSR 設(shè)計(jì)概念，以及許多在商業(yè)化方面的有趣挑戰(zhàn)，尤其是釷。

作為主要冷卻劑的鹽，主要是鋰鈹氟化物和氟化鋰，在約 500°C 至約 1400°C 的溫度下無(wú)需加壓即可保持液態(tài)，這與在 150 個(gè)大氣壓下在約 315°C 下運(yùn)行的加壓水反應(yīng)堆形成鮮明對(duì)比壓力。

MSR 的主要概念是將燃料溶解在冷卻劑中作為燃料鹽，并最終在線對(duì)其進(jìn)行再處理。釷、鈾和钚都會(huì)形成合適的氟化物鹽，這些鹽很容易溶解在 LiF-BeF2 (FLiBe) 混合物中，并且釷和鈾可以很容易地以氟化物形式彼此分離。短期內(nèi)可能會(huì)進(jìn)行批量后處理，燃料壽命為 4-7 年，燃耗高。

Stellaria 提出的反應(yīng)堆將非常緊湊——尺寸為 4 立方米——并且與 Hexana 一樣，將能夠使用多種核燃料(鈾、钚、MOX、次錒系元素，甚至釷)，“因此非常適合法國(guó)封閉循環(huán)的戰(zhàn)略”。該反應(yīng)堆將產(chǎn)生 250 MWt。

CEA 打算為這兩家初創(chuàng)企業(yè)尋找核領(lǐng)域以外的合作伙伴，它們將能夠申請(qǐng)法國(guó) 2030 年呼吁的“創(chuàng)新核反應(yīng)堆”項(xiàng)目：該計(jì)劃獲得 5 億歐元(5.34 億美元)的資助，其中一部分據(jù) Maddyness報(bào)道，政府希望關(guān)閉核燃料循環(huán)。

2022 年 2 月，法國(guó)總統(tǒng)埃馬紐埃爾·馬克龍宣布法國(guó)核復(fù)興的時(shí)機(jī)成熟，稱應(yīng)在不影響安全的情況下延長(zhǎng)所有現(xiàn)有反應(yīng)堆的運(yùn)行，并公布了一項(xiàng)建造六座新 EPR2 反應(yīng)堆的擬議計(jì)劃，并可選擇進(jìn)一步接下來(lái)是八個(gè) EPR2 反應(yīng)堆。

此外，馬克龍表示，法國(guó) 2030 年再工業(yè)化計(jì)劃將提供 10 億歐元用于法國(guó) Nuward 小型模塊化反應(yīng)堆項(xiàng)目和“關(guān)閉燃料循環(huán)并減少?gòu)U物產(chǎn)生的創(chuàng)新反應(yīng)堆”。他說(shuō)他已經(jīng)設(shè)定了一個(gè)“雄心勃勃的目標(biāo)”，即到 2030 年在法國(guó)建造第一臺(tái)原型機(jī)。