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英国将为下一代核燃料计划投资 3 亿英镑

发布时间:2024-1-9 16:21   

英国表示,它计划斥资 3 亿英镑(3.8 亿美元)实施一项新计划,生产适用于下一代发电反应堆的先进核燃料,力图取代俄罗斯成为主要的国际供应商。

英国是包括美国、法国和韩国在内的 20 多个国家之一,这些国家最近签署了到 2050 年将全球核能力增加两倍的承诺,作为国际社会减少破坏气候的碳排放努力的一部分。

周日,英国表示,其新投资将有助于支持高丰度低浓缩铀(HALEU)的国内生产,目前只有俄罗斯在商业规模上生产这种类型的燃料。

自 2022 年 2 月弗拉基米尔-普京(Vladimir Putin)总统的军队入侵乌克兰以来,英国与其他欧洲国家一样,一直在寻求减少对俄罗斯的能源依赖。

能源安全部门在一份声明中说:"HALEU计划的启动将使英国能够向世界供应专业核燃料,并进一步孤立俄罗斯。"

声明说,第一家生产厂计划于 2030 年代初在英格兰西北部投入运营。

关于生产目标和资金使用方式的更多细节将在一份尚未确定的战略文件中列出。

欧盟和一家美国公司也在致力于生产。

尽管核电的环境风险遭到了运动团体的强烈反对,但英国认为核电复兴在其长期能源战略中将发挥核心作用,并在去年发起了一场开发小型模块化核反应堆(SMR)的竞赛。

这种反应堆的设计初衷是更容易生产,成本更低,避免因成本高昂和建造延误而导致全球核电产能的扩张停滞数十年。

合适燃料的供应被认为是实现 2050 年国际承诺的一个潜在瓶颈,此外还有资金的提供以及在引入新的 SMR 技术方面可能出现的监管延误。

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什么是高丰低浓铀HALEU?
我们现有的反应堆使用铀-235(在链式反应中产生能量的主要可裂变同位素)浓度最高达 5%的铀燃料。
根据定义,HALEU 的浓度在 5% 到 20% 之间,是大多数美国先进反应堆所需要的,以实现更小的设计,在单位体积内获得更大的功率。HALEU 还能让开发人员优化系统,延长堆芯寿命,提高效率和燃料利用率。
对 HALEU 日益增长的需求
现在对 HALEU 的需求非常迫切,如果不能获得这种燃料,一些公司可能不得不重新评估它们的计划。
美国能源部(DOE)预计,在本十年结束之前,将需要超过 40 公吨的高浓缩铀,而且每年还需要更多的高浓缩铀来部署新的先进反应堆。
为了帮助降低这一风险,能源部正在探索三种方案,以支持使用 HALEU 燃料对这些先进反应堆进行测试和演示。
近期解决方案
能源部及其国家实验室正在研究两种化学工艺,以便在不久的将来向供应商提供少量的高浓缩铀。这两种方法都涉及从政府拥有的研究反应堆中回收使用过的核燃料,以回收高浓缩铀(大于 20%),然后将其稀释,制成高浓缩铀燃料。
电化学处理
来自 DOE 研究反应堆的辐照燃料经过制备后被放入高温熔盐化学浴中。然后用电流将高浓缩铀金属与裂变产物分离。回收的铀经过清洗后与低浓铀混合,生成高浓缩铀。然后在高温熔炉中将铀制成新燃料。
爱达荷国家实验室正在努力利用这一工艺在短期内制造多达 10 公吨的高浓缩铀,以支持当前的测试和示范项目。
混合锆萃取工艺(ZIRCEX)
辐照燃料溶解在盐酸气体中,以去除铝或锆包层。然后,燃料通过模块化溶剂萃取系统,将铀与其裂变产物分离。然后,将铀与低浓缩铀进行稀释,再将其还原为固体形式,生产出高浓缩铀。
爱达荷国家实验室目前正在对未经过辐照的材料进行小规模试验设施测试,以研究和推广新的 ZIRCEX 工艺。阿贡国家实验室、橡树岭国家实验室和西北太平洋国家实验室正在合作开展这一项目。

来源:WorldNuclearNews
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