美國希望通過新工廠和釷消除俄羅斯的鈾

2022年3月，俄羅斯入侵烏克蘭後不久，拜登總統簽署了一項行政命令，禁止俄羅斯石油、液化天然氣和煤炭進口到美國。儘管該禁令以及歐盟制裁被指責導致全球能源價格飆升，但美國煉油商並未受到懲罰，因為俄羅斯的原油進口量僅占美國的3%。

然而，專家們並沒有忽視這樣一個事實：一種能源原材料被排除在外：鈾，尤其是經過濃縮並準備好供應核電站的鈾。
長期以來，美國嚴重依賴俄羅斯鈾，2021年約14%的鈾和28%的濃縮鈾從俄羅斯進口，而歐盟的這一數字分別為20%和26%。這種上癮似乎沒有結束的跡象：美國公司每年向俄羅斯國家核機構Rosatom發送超過10億美元，僅在2010年第一季度就進口了價值4.115億美元的濃縮鈾，到2023年。

西方國家政府出於顯而易見的原因避免制裁俄羅斯國家原子能公司。但他們對俄羅斯鈾的過度依賴帶來了巨大的風險，因為大多數公用事業公司只有大約18個月的燃料庫存，這意味著如果普京突然決定停止出售你的鈾，他們的核部門將面臨崩潰。

“我們正在承受過度依賴俄羅斯核燃料的代價。不僅僅是我們，整個世界都是如此，”白宮國家安全委員會核顧問普拉奈·瓦迪 (Pranay Vaddi) 抱怨道。

然而，有計劃擴大美國的結構。位於新墨西哥州尤尼斯的 Urenco 工廠耗資 50 億美元，擁有數百台大型離心機，這些離心機以超音速旋轉，用於分離製造核電站燃料所需的鈾同位素。 Urenco 供應美國大約三分之一的濃縮鈾需求，目前正在將產量提高 15% 。

Urenco美國分公司首席執行官Karen Fili表示，新墨西哥工廠的擴建計劃將於2027年完成，加上母公司在歐洲的擴張，將足以覆蓋Rosatom在美國市場的份額。

“對於美國來說，我們是非常合理的解決方案。鈾濃縮公司產量的增加將足以彌補俄羅斯進口的任何缺口，”菲利說。

不出所料，克里姆林宮嘲笑了這一舉措，並將其斥為“……試圖創造弗蘭肯斯坦的怪物”。克里姆林宮表示，歐洲在偏遠地區建立單一裝置的綜合濃縮鈾供應鏈的歷史性嘗試從未成功。但這一次美國的決心似乎是決定性的。

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鈾替代品

拜登政府正在積極尋找鈾的替代品。

隨著政府設定到2035年實現100%無碳能源的目標，儘管核電是一種低碳燃料，但它可能仍將是一個熱門話題，主要是因為這種燃料與傳統核電相比會產生大量危險廢物。在反應堆中用鈾替代釷的重大技術突破將極大地推動核電發展。讓公眾參與清除危險的鈾可能會容易得多。

釷礦

釷現在被吹捧為清潔能源生產的“偉大的綠色希望”，它比鈾產生更少的廢物和更多的能量，防熔，沒有軍用級副產品，甚至可以消耗現有的钚庫存。

美國能源部 (DOE)、德克薩斯農工大學核工程與科學中心以及愛達荷國家實驗室 (INL) 與芝加哥清潔核心釷能源公司 (CCTE) 合作，在釷基上開發一種新型核燃料。綽號阿尼爾。 ANEEL（豐富生命的先進核能）是釷和“高劑量低濃縮鈾”（HALEU）的專有組合，旨在解決高成本和有毒廢物問題（釷必須與至少少量的裂變燃料，因為它本身不能進行裂變）。

ANEEL 與美國反應堆目前使用的鈾的主要區別在於鈾的濃縮水平：ANEEL 要求鈾濃縮度僅為 5%，而傳統反應堆中則為 20%。

幾年前，CCTE 開始調整現有反應堆設計，使其能夠使用 ANEEL 燃料，該公司預測該燃料最早將於 2024 年投入商業使用。同時，兩年前，美國核管理委員會 (NRC) 批准了 Centrus Energy申請在俄亥俄州皮克頓的濃縮設施生產HALEU，成為該國唯一一家這樣做的設施。然而，如果新燃料被證明成功，可能會出現進一步的發展。

雖然ANEEL在重水堆中表現最好，但它也可以用於傳統的自然水冷和壓水堆。更重要的是，ANEEL 反應堆可以比傳統反應堆更快地投入生產，因為它們本質上是安全的。

ANEEL 相對於鈾的另一個關鍵優勢是，它可以實現更高的燃料燃燒率，大約為55,000 MWd/T（每噸燃料兆瓦日），而加壓中使用的天然鈾燃料為7,000 MWd/T 。水反應堆。這使得燃料在反應堆中停留的時間更長，這意味著加油停止之間的間隔更長。例如，印度凱加1號機組和加拿大達靈頓重水堆機組分別保持著連續運行962天和963天的世界紀錄。

釷基燃料還有其他主要優點。其中最大的問題之一是，更高的燃料燃燒量可以減少 80% 以上的钚廢物。钚的半衰期較短，約為 24,000 年，而鈾 235 的半衰期僅為 7 億年多一點。即使劑量很小，钚也具有劇毒，會導致放射病、癌症，甚至死亡。此外，釷比天然鈾具有更低的工作溫度和更高的熔點，使其本質上更安全，更能抵抗堆芯熔化。

還有一個優點：地殼中釷的含量是鈾的兩倍多。在印度，釷的儲量是鈾的四倍。釷也可以像鈾一樣從海水中開採，使其幾乎取之不盡用之不竭。

早在二月份，總部位於芝加哥的 Clean Core Thorium Energy 和加拿大核安全委員會 (CNSC) 就啟動了 Clean Core 的 ANEEL 和 HALEU 釷預許可審查的規劃階段，現在該過程非常順利

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