釷基燃料ANEEL將在愛(ài)達(dá)荷接受輻照測(cè)試

【美國(guó)清潔堆芯釷能源公司網(wǎng)站2022年6月16 日?qǐng)?bào)道】美國(guó)清潔堆芯釷能源公司（CCTE）與美國(guó)能源部近日簽署戰(zhàn)略伙伴關(guān)系協(xié)議，未來(lái)將在愛(ài)達(dá)荷國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（INL）先進(jìn)試驗(yàn)堆（ATR）對(duì)ANEEL燃料進(jìn)行輻照測(cè)試和鑒定。

ANEEL 燃料是釷能源公司的專有燃料設(shè)計(jì)，是釷鈾氧化物混合燃料，采用氧化釷和高豐度低濃鈾氧化物的組合，可大幅提高坎杜堆等重水堆的燃料性能，同時(shí)也具備在壓水堆、沸水堆、高溫氣冷堆和模塊化小型堆使用的潛力。

根據(jù)福布斯網(wǎng)站報(bào)道，ANEEL 燃料的燃耗深度可達(dá)55 GWd/t，而當(dāng)前在運(yùn)重水堆使用的天然鈾燃料僅能達(dá)到7 GWd/t。優(yōu)異的燃耗深度使得ANEEL 燃料可在反應(yīng)堆中停留更長(zhǎng)時(shí)間，從而具有以下兩點(diǎn)優(yōu)勢(shì)。

一是經(jīng)濟(jì)性好。使用天然鈾燃料的重水堆，每個(gè)燃料束重約15千克，且在首爐燃料運(yùn)行150天后，每天需更換8 個(gè)燃料束。而使用ANEEL燃料的重水堆，每個(gè)燃料束重約10.65千克，在首爐燃料運(yùn)行長(zhǎng)達(dá)1400天后，平均每天僅需更換1個(gè)燃料束，這將顯著減少放射性廢物的產(chǎn)生量，同時(shí)在運(yùn)營(yíng)、燃料采購(gòu)和廢物管理成本方面產(chǎn)生收益。

二是防核擴(kuò)散性能好。主要體現(xiàn)在兩處：第一，ANEEL燃料使用高豐度低濃鈾，其中鈾-238的含量遠(yuǎn)低于低豐度鈾燃料，這將使反應(yīng)堆中钚-239的產(chǎn)生量相對(duì)較??；第二，ANEEL燃料的高燃耗設(shè)計(jì)可使生成的钚-239快速深度燃燒，同時(shí)增加钚-240、钚-242 等中子毒物的產(chǎn)生量，因此其乏燃料具有較好的防擴(kuò)散性能。

ANEEL 燃料目前尚處于試驗(yàn)階段。首批ANEEL 試驗(yàn)燃料2021 年10 月由得州農(nóng)工大學(xué)和愛(ài)達(dá)荷國(guó)家實(shí)驗(yàn)室合作完成制造。該批燃料原計(jì)劃于2022年春季裝入先進(jìn)試驗(yàn)堆進(jìn)行加速燃耗試驗(yàn)，待達(dá)到目標(biāo)燃耗深度后，再開(kāi)展輻照后測(cè)試等一系列工作。但根據(jù)釷能源公司最新公布的信息，相關(guān)試驗(yàn)已延期至2022 年底或2023年初。

待試驗(yàn)的ANEEL 燃料主要有兩種型號(hào)：一是質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)78%的氧化釷和質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)22%的氧化鈾混合燃料，二是在前者基礎(chǔ)上再添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)0.3%的氧化硼混合燃料。兩型燃料的鈾-235 的初始質(zhì)量分?jǐn)?shù)都不超過(guò)16%。燃料徑向尺寸僅為實(shí)際燃料尺寸的50%至60%，包殼材料選用鋯4合金。

釷能源公司表示，ANEEL 燃料將于2025 年裝入在運(yùn)坎杜堆堆芯。