模塊化核反應堆:沒有俄羅斯及其鈾,這項技術的發展也面臨風險



作為減少排放的一種手段,美國正在將核能發電量翻一番,並支持小型先進核反應堆的示範項目,這些項目有望比目前的核船隊更高效、更便宜。

太糟糕了,在美國建造大多數正在開發的先進反應堆存在一個主要障礙:設計反應堆所用的鈾燃料類型目前僅由世界上一家公司進行商業銷售。這家公司是俄羅斯國家原子能機構 ROSATOM 的子公司。

聯邦政府和開發先進核反應堆的美國公司 - 包括比爾蓋茨的 TerraPower - 認識到迫切需要消除對俄羅斯國有公司的美國下一代核反應堆核燃料的依賴。

美國鈾生產商協會在俄羅斯入侵烏克蘭後在參議院委員會舉行的聽證會上指出, “如今為美國核艦隊提供動力所需的燃料幾乎沒有來自國內生產商,而美國核公司購買了近一半他們從俄羅斯、哈薩克斯坦和烏茲別克斯坦的國家實體 (SEO) 消費的鈾”

根據我們的估計,ROSATOM 每年收到超過 10 億美元的核燃料採購,”鈾能源公司協會主席兼執行副總裁 Scott Melbye 說。

鑑於俄羅斯國有公司在全球核工業供應鏈中的重要性,俄羅斯入侵烏克蘭後,ROSATOM 並未受到西方制裁,但這並不否認戰略依賴在政治上是危險的。

因此,這些先進反應堆需要一個穩定且商業上可行的國家燃料供應鏈: HALEU,即高劑量、低濃縮鈾。

如果美國要成為全球部署這些創新型新反應堆的領導者,就必須建立一個安全的 HALEU 國家來源,”美國核燃料供應商Centrus Energy 表示,該公司目前是美國唯一一家獲准製造 HALEU 的公司...

HALEU 核燃料的成分是濃縮鈾,因此易裂變同位素 U-235 的濃度在燃料質量的 5% 到 20% 之間。這是為當前反應堆提供動力的低濃縮鈾的 3-5% 以上的濃度。然而,它遠低於 90% 用於生產武器或為美國海軍的核潛艇和航空母艦艦隊提供動力。根據 Centrus Energy 的說法,HALEU 中鈾同位素的濃度越高,意味著燃料簇和反應堆可以更小,並且反應堆不需要經常加油,這就是為什麼許多小型模塊化反應堆 (SMR) 和微型反應堆將與哈勒烏。 HALEU 還可以減少產生的廢物量。

HALEU 的生產是一項關鍵任務,正在考慮努力提高產量,”美國能源部 (DOE) 發言人告訴路透社。

然而,美國政府在 HALEU 供應方面面臨著先有雞還是先有蛋的困境,哥倫比亞大學全球能源政策中心研究員 Matt Bowen 和同一中心的傑出訪問學者 Paul M. Dabbar 在一篇今年五月的論文。

現有的濃縮公司,如 Urenco、Oran、GLE 和 Centrus,可以生產 HALEU,但這些公司可能會猶豫是否在建設 HALEU 基礎設施和完成 NRC 許可證方面進行過多投資,而不確定是否真的會有市場。為產品盈利, “他們說。

先進反應堆的早期戰略依賴於 HALEU 的俄羅斯製造設施來交付第一批堆芯負載,同時正在開發國家能力, ”比爾蓋茨的 TerraPower 在通過減少通貨膨脹法案後表示。

在入侵烏克蘭之後,這種方法不再可行,發展國家先進燃料基礎設施的緊迫性已經凸顯出來,”TerraPower 說。

《降低通貨膨脹法案》撥款 7 億美元聯邦資金幫助啟動 HALEU 的國內生產,這有望促進國內 HALEU 商業市場的創建,但與此同時,鈾加工公司存在悖論因為沒有市場所以不生產HALEU,但是在不再生產HALEU之前,不會建造利用它的反應堆。遲早會有人以一種或另一種方式投入一些錢。與此同時,美國最先進的核能部門實際上掌握在 ROSATOM 的俄羅斯人手中。


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文章模塊化核反應堆:沒有俄羅斯及其鈾處於危險之中,即使這項技術的發展也來自ScenariEconomici.it


這是在 Mon, 24 Oct 2022 17:54:30 +0000 在 https://scenarieconomici.it/reattori-nucleari-modulari-senza-la-russia-e-il-suo-uranio-a-rischio-anche-lo-sviluppo-di-questa-tecnologia/ 的報紙 “Scenari Economici” 上發表的文章的翻譯。