韓國原子能研究所成功進行的高密度硅化鈾燃料輻照試驗和積極檢查標志著高性能研究堆高濃鈾向低濃鈾轉化的潛力,旨在支持商業化后的國際核不擴散努力。

比利時 BR2 反應堆測試燃料的輻照(圖片來源:KAERI)
韓國原子能研究所(KAERI)表示,一種專為研究堆設計的高鈾密度板式硅化鈾燃料已成功完成輻照測試和目視檢查。試驗燃料的鈾密度為每立方厘米5.3克,比目前使用的燃料高約10%。目視檢查得到了陽性觀察結果。
盡管大多數材料測試反應堆 (MTR) 燃料組件使用鈾密度為每立方厘米 4.8 gU 的燃料板,但更高鈾密度燃料的開發對于高性能研究堆至關重要。這一發展支持美國和歐洲從高濃鈾(HEU)燃料向低濃鈾(LEU)燃料的轉換。在此背景下,KAERI于2020年啟動了這些高鈾密度硅化物燃料的研發,重點是密度高達5.3 gU/立方厘米的燃料板。
對于高性能研究堆燃料,KAERI 采用霧化方法開發了硅化鈾 (U3Si2) 球形顆粒粉末,并將其用于開發各種研究堆燃料。 KAERI 與比利時核能公司合作,參與了高密度霧化 LEU U3Si2 MTR 燃料資格認證活動,即“KAERI 高密度霧化硅化物燃料資格輻照項目 (KIMQI) 高密度霧化硅化物燃料燃料資格認證項目”研究中心(SCK-CEN)。
資格認證活動于 2021 年開始,分為兩個階段:KIMQI-FUTURE 測試(從 2021 年到 2023 年運行,以確認基本性能)和 KIMQI-GTA(通用測試組件),以評估高熱通量和高溫度下的性能。燃耗條件。 KIMQI-GTA輻照最近完成,峰值熱通量達到每平方厘米470瓦,峰值局部燃耗達到初始裂變含量的74%。目視檢查結果表明,輻照試驗期間沒有出現異常情況,這是所開發的高密度燃料在高性能研究堆中潛在使用的積極指標。最終資格報告,包括輻照后檢查 (PIE) 測試結果,預計將于 2025 年底提供。
該技術一旦實現商業化,將能夠在高性能研究堆中用低濃鈾替代高濃鈾,為國際核不擴散努力作出重大貢獻。
2022年12月,KAERI與波蘭國家核研究中心簽署諒解備忘錄(MoU),采用高密度低濃鈾U3Si2板狀核燃料制造技術為波蘭研究堆MARIA供應核燃料。根據諒解備忘錄,韓國研究所希望向 MARIA 提供測試燃料,以獲得核燃料供應資格。
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