美企向能源部交付首批20千克高豐度低濃鈾

【美國森圖斯能源公司網站2023 年11 月7日報道】 森圖斯能源公司（Centrus Energy）2023 年11 月7 日宣布已向美國能源部交付首批共計20 千克高豐度低濃鈾。這是美國在最近70 多年中生產的首批高豐度低濃鈾，意味著美國在保障高豐度低濃鈾供應以滿足先進反應堆研發和部署需求方面取得重要進展。

美能源部與森圖斯2019 年簽署一份為期三年、總價值1.15 億美元的合同，內容涉及在派克頓建設一個由16 臺AC100M 型離心機組成的級聯，用于示范性生產高豐度低濃鈾。該級聯于2021 年獲得核管會（NRC）批準，成為美國目前唯一獲準生產鈾-235 豐度高達19.75%的濃縮鈾的設施。

能源部與森圖斯2022 年簽署分兩階段實施的高豐度低濃鈾供應合同：第一階段，森圖斯擬在2023 年底前完成20 千克高豐度低濃鈾的生產，總投資為6000 萬美元，能源部和森圖斯各承擔一半；第二階段，派克頓級聯將以每年900 千克的產能運行，能源部將采用成本加獎勵金的方式支付費用。

派克頓級聯2023 年10 月投運，近期完成首批20 千克產品的生產和交付，意味著森圖斯已完成2022 年合同規定的第一階段生產任務。

高豐度低濃鈾是指鈾-235豐度為5%～20%的鈾。現有商業核電機組通常使用豐度低于5%的低濃鈾燃料。相對于傳統低濃鈾，高豐度低濃鈾有助于減小燃料組件尺寸，縮小反應堆體積，延長反應堆換料周期，并實現更高燃耗。因此，許多先進反應堆選擇使用高豐度低濃鈾燃料。在獲得能源部“先進反應堆示范計劃”資助的10 種先進反應堆設計中，9 種需要使用高豐度低濃鈾燃料。但目前美國內沒有高豐度低濃鈾商業供應源。保障高豐度低濃鈾供應是美國先進反應堆技術開發商面臨的主要阻礙之一。泰拉能源公司（TerraPower）2022 年12 月宣布，由于俄烏沖突爆發，未來不能從俄獲得高豐度低濃鈾，Natrium 示范電廠投運時間將至少推遲兩年。該電廠原計劃2028 年投運。俄目前是唯一的高豐度低濃鈾商業供應源。Natrium 擁有兩個功能模塊，即一個34.5 萬千瓦鈉冷快堆發電模塊和一個熔鹽儲能模塊，其輸出功率能夠根據市場需求調整。

為支持先進反應堆研發和部署，能源部正在采用兩種方式保障高豐度低濃鈾供應。一種是資助森圖斯在派克頓建設高豐度低濃鈾示范性生產設施，如上文所述，該設施已完成首批20 千克產品的生產。另一種是稀釋庫存的高濃鈾：能源部2023 年3 月宣布，薩凡納河場區（SRS）正在開展準備工作，計劃于2025 年啟動高濃鈾稀釋工作，未來幾年將把該場區H 峽谷（H-Canyon）貯存的高濃鈾稀釋成高豐度低濃鈾；美國BWX 技術公司（BWX Technologies）2023 年8 月宣布獲得能源部國家核軍工管理局（NNSA）授予的合同，將利用含濃縮鈾的廢金屬生產超過2 噸高豐度低濃鈾。