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(wǎng)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(chǎn)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(yīng)以滿足先進(jìn)反應(yīng)堆研發(fā)和部署需求方面取得重要進(jìn)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(nèi)容涉及在派克頓建設(shè)一個由16 臺AC100M 型離心機(jī)組成的級聯(lián)，用于示范性生產(chǎn)高豐度低濃鈾。該級聯(lián)于2021 年獲得核管會（NRC）批準(zhǔn)，成為美國目前唯一獲準(zhǔn)生產(chǎn)鈾-235 豐度高達(dá)19.75%的濃縮鈾的設(shè)施。

能源部與森圖斯2022 年簽署分兩階段實(shí)施的高豐度低濃鈾供應(yīng)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(chǎn)，總投資為6000 萬美元，能源部和森圖斯各承擔(dān)一半；第二階段，派克頓級聯(lián)將以每年900 千克的產(chǎn)能運(yùn)行，能源部將采用成本加獎勵金的方式支付費(fèi)用。

派克頓級聯(lián)2023 年10 月投運(yùn)，近期完成首批20 千克產(chǎn)品的生產(chǎn)和交付，意味著森圖斯已完成2022 年合同規(guī)定的第一階段生產(chǎn)任務(wù)。

高豐度低濃鈾是指鈾-235豐度為5%～20%的鈾?，F(xiàn)有商業(yè)核電機(jī)組通常使用豐度低于5%的低濃鈾燃料。相對于傳統(tǒng)低濃鈾，高豐度低濃鈾有助于減小燃料組件尺寸，縮小反應(yīng)堆體積，延長反應(yīng)堆換料周期，并實(shí)現(xiàn)更高燃耗。因此，許多先進(jìn)反應(yīng)堆選擇使用高豐度低濃鈾燃料。在獲得能源部“先進(jìn)反應(yīng)堆示范計劃”資助的10 種先進(jìn)反應(yīng)堆設(shè)計中，9 種需要使用高豐度低濃鈾燃料。但目前美國內(nèi)沒有高豐度低濃鈾商業(yè)供應(yīng)源。保障高豐度低濃鈾供應(yīng)是美國先進(jìn)反應(yīng)堆技術(shù)開發(fā)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(fā)，未來不能從俄獲得高豐度低濃鈾，Natrium 示范電廠投運(yùn)時間將至少推遲兩年。該電廠原計劃2028 年投運(yùn)。俄目前是唯一的高豐度低濃鈾商業(yè)供應(yīng)源。Natrium 擁有兩個功能模塊，即一個34.5 萬千瓦鈉冷快堆發(fā)電模塊和一個熔鹽儲能模塊，其輸出功率能夠根據(jù)市場需求調(diào)整。

為支持先進(jìn)反應(yīng)堆研發(fā)和部署，能源部正在采用兩種方式保障高豐度低濃鈾供應(yīng)。一種是資助森圖斯在派克頓建設(shè)高豐度低濃鈾示范性生產(chǎn)設(shè)施，如上文所述，該設(shè)施已完成首批20 千克產(chǎn)品的生產(chǎn)。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(qū)（SRS）正在開展準(zhǔn)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(qū)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(shù)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(chǎn)超過2 噸高豐度低濃鈾。