近日，愛達荷國家實驗室(INL)的科學家與私營公司Clean Core Thorium Energy合作，公布了新型核燃料測試的初步結果。該新型核燃料由釷和高純度低濃縮鈾組成，旨在減少核廢料、提高反應堆安全性并降低某些核反應堆的運營成本。

此次研究圍繞名為ANEEL(豐富生命的先進核能)的專利燃料設計展開，該設計由Clean Core Thorium Energy的首席執行官和首席運營官Mehul Shah和Milan Shah開發。

在愛達荷國家實驗室的先進測試反應堆(ATR)中，ANEEL燃料經過數月輻照后，早期檢查顯示燃料芯塊保持了其結構。Clean Core首席技術官Paul Chan表示：“輻照后的顆粒看起來和剛制造出來時一模一樣。這對燃料行業來說是個重要消息。”

ANEEL燃料設計將釷與高純度低濃縮鈾(HALEU)混合，HALEU中可裂變鈾235(U - 235)同位素豐度在5%至20%之間，而通常用于壓重水反應堆(PHWR)的燃料中，U - 235的含量低于0.72%。Mehul Shah稱：“我們終于迎來了‘靈光一現’的時刻，成功開發出一種使用釷和高純度低濃縮鈾的防擴散燃料設計，無需對反應堆或燃料束的外部幾何形狀進行任何改造。”這意味著加壓重水反應堆(PHWR)無需改造反應堆即可使用ANEEL燃料。

為測試ANEEL概念，Shahs與美國能源部國家實驗室INL展開合作。Mehul Shah表示，世界上其他地方找不到像INL專用測試反應堆這樣的設施，“ATR是核試驗的‘圣杯’，確保我們的燃料符合在那里進行測試的資格，就像確保登上唯一一趟飛往月球的航班一樣。”

此次合作由Clean Core、INL和德克薩斯A&M大學共同參與，Clean Core為ATR的輻照測試階段提供了私人資助。在肖恩·麥克德維特博士的指導下，德克薩斯農工大學的研究人員制造了216個環形燃料芯塊，這些芯塊中心有孔用于控制氣體釋放，由氧化釷和氧化鈾的專有混合物制成，隨后被送往INL進行測試。

2024年春，燃料芯塊被放入ATR堆芯。首批燃料芯塊于2024年11月取出，燃耗達到每噸25吉瓦天。經過一段冷卻期后，到2025年3月中旬，燃料芯塊在INL熱燃料檢測中心進行初步檢測。初始中子射線照相圖像顯示沒有明顯的裂縫、環形燃料形狀的坍塌或變形。INL研究員兼該項目首席研究員Michael Worrall說：“質量控制本身就是一次冒險，一切都符合規格，他們做得很好。”

目前測試仍在進行中，燃料將接受進一步的無損和破壞性檢測。領導輻照后檢查的INL實驗經理Ethan Oberg表示：“我們將觀察晶粒的生長和結構，以了解其行為方式，還將檢查燃料的孔隙率和裂變產物的分布。”剩余的燃料芯塊將繼續在ATR中接受輻照，直至2026年春季，以研究其在更高燃耗下的性能，收集的數據將用于監管審查并告知投資者。

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