美愛(ài)達(dá)荷制造測(cè)試用商業(yè)級(jí)高豐度低濃鈾燃料

【美國(guó)能源部核能辦公室網(wǎng)站2023 年11 月21 日?qǐng)?bào)道】美國(guó)愛(ài)達(dá)荷國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（INL）近日制造20多個(gè)商業(yè)級(jí)高豐度低濃鈾燃料芯塊，用于開(kāi)展質(zhì)量測(cè)試；未來(lái)將再制造100～150 個(gè)同類芯塊，用于支持通用電氣公司（General Electric）開(kāi)展輕水堆耐事故燃料測(cè)試工作。

20 多個(gè)芯塊使用傳統(tǒng)粉末冶金工藝制造，鈾-235 豐度為15%，將用于開(kāi)展質(zhì)量測(cè)試，即明確芯塊的特性并鑒別其中的雜質(zhì)。

未來(lái)，愛(ài)達(dá)荷將再制造100～150 個(gè)高豐度低濃鈾芯塊，在先進(jìn)試驗(yàn)堆（ATR）中接受輻照測(cè)試。這一工作將在美國(guó)能源部耐事故燃料計(jì)劃支持下與通用電氣公司合作開(kāi)展，同步測(cè)試后者研發(fā)的先進(jìn)燃料包殼材料。

通用電氣公司正在研究5 種耐事故燃料技術(shù)，包括3種包殼和2種芯塊（可使用高豐度低濃鈾制造），即帶ARMOR涂層的鋯合金包殼、鐵鉻鋁合金包殼、碳化硅包殼、摻雜二氧化鈾芯塊和更高密度芯塊（如氮化鈾）。帶ARMOR 涂層的鋯合金包殼、鐵鉻鋁合金包殼、摻雜二氧化鈾芯塊已在哈奇、克林頓或利默里克核電廠接受輻照測(cè)試。

耐事故燃料是美核工業(yè)界正在積極推進(jìn)研發(fā)的先進(jìn)輕水堆燃料。美國(guó)2019 年《核能創(chuàng)新和現(xiàn)代化法》明確提及了耐事故燃料的兩個(gè)作用：一是提高現(xiàn)有核電機(jī)組承受核事故工況的能力，二是降低現(xiàn)有核電機(jī)組發(fā)電成本。為提高現(xiàn)有機(jī)組燃料燃耗，以延長(zhǎng)換料周期和減少燃料使用量，進(jìn)而提高經(jīng)濟(jì)性，美國(guó)還計(jì)劃將現(xiàn)有反應(yīng)堆燃料豐度上限從5%提升至10%，并積極開(kāi)展相關(guān)研發(fā)。美國(guó)耐事故燃料和高豐度燃料技術(shù)研發(fā)由西屋公司（Westinghouse）、法馬通公司（Framatome）、通用電氣公司和通用原子能公司（General Atomics）主導(dǎo)。2023 年7 月，美核管會(huì)（NRC）宣布批準(zhǔn)沃格特勒核電廠2 號(hào)機(jī)組使用鈾-235 豐度達(dá)6%的耐事故燃料，該機(jī)組因此成為美國(guó)首臺(tái)獲準(zhǔn)使用鈾-235 豐度超5%的核電機(jī)組。