- newcleo 向美國核能監管委員會提交燃料回收廠計劃文件。
- 快譜反應堆能有效分解重的超鈈元素，減少放射性廢物。
- 擬議中的 MOX 工廠將為 LFR-AS-200 提供燃料。
- newcleo 在法國建設的測試中心用於測試自動化工具。
核能技術公司 newcleo 已正式邁出了在美國建立商業燃料回收廠的第一步。該公司向美國核能監管委員會提交了一份名為《監管參與計劃》的框架文件。這一步驟使得聯邦檢查員和公司工程師能夠在正式授權開始之前，審查安全設計和技術標準。此舉與針對 newcleo 的鉛冷快堆反應堆 LFR-AS-200 的單獨審查相匹配。通過同時對反應堆設計和燃料工廠進行授權，公司希望在北美內部創建一個完整的國內燃料循環。
大多數商業電廠依賴輕水反應堆。這些傳統系統使用水來減慢核反應過程中的中子。雖然這一過程能夠穩定地產生電力，但卻留下了含有未耗盡能量和重放射性元素的使用過的燃料。相比之下，快譜反應堆則不使用水作為調節劑。由於中子以更高的能量水平運行，它們能夠分裂重的超鈈元素，包括各種鈈同位素和次要鋱元素。標準熱反應堆無法有效分解這些元素。
快譜反應堆的優勢
擬議中的美國設施將生產混合氧化物燃料，通常被稱為 MOX。工人將來自舊核廢料的再處理鈈與儲存的耗竭鈾混合。將這些鋱元素回收成新燃料改變了工程師管理長期放射性廢物的方式。當反應堆在快中子譜中燃燒超鈈元素時，剩餘的廢物其放射性會更快減少。其危害水平在數百年內降至自然背景水平，而非傳統廢物所需的數十萬年。同時，重複使用現有材料消除了為每批新燃料開採新鈾或運行同位素增濃工廠的需求。
MOX 工廠的設計與運作
計劃中的 MOX 工廠將直接為 LFR-AS-200 提供燃料，這是一種設計用來產生 200 兆瓦電力的小型模塊化反應堆。這款反應堆不使用高壓水，而是採用純液態鉛作為主要冷卻劑。液態鉛在物理安全方面具有強大的優勢。它的沸點在 1,700°C 以上，這使得冷卻迴路能夠在正常大氣壓下安全運行，而無需重型的安全圍罩。鉛在暴露於空氣或水時也不會著火。
在反應堆核心內，鋼針包裹著 MOX 燃料，以緊密的六邊形圖案排列。液態鉛在正常運行温度 530°C（約 990°F）下，隨著時間推移會腐蝕鋼材。為了防止這種損壞，工程師利用激光技術在鋼包層上施加一層微觀的保護鋁土礦層。核心還在其中央和外圍區域使用不同的鈈濃度。通過將燃料強度變化在 14.6% 和 23.2% 之間，可以保持整個反應堆核心的功率輸出平穩均勻。
美國的申請擴展了在歐洲已經進行的授權工作。法國安全當局最近接受了計劃在法國建設的一個姊妹 MOX 設施的初步安全選項檔案。由於鈈會發出α輻射，人工工作者不能直接接觸這種材料。設備必須在密封的手套箱內運行，使用自動化工具和機器人。為了測試這些系統，newcleo 在法國 Chusclan 建立了一個非放射性的測試中心，名為 FASTER。那裡的工程師使用全尺寸的機械模型、機器手臂和虛擬控制系統。
通過在沒有輻射的情況下測試顆粒壓機、針焊機和自動檢查工具，團隊能夠在設備進入商業服務之前修復機械問題。
新核能技術的潛在影響
newcleo 的計劃標誌著核能技術的一個重要進步，特別是在燃料回收和廢物管理方面。透過快譜反應堆和 MOX 燃料的使用，這種技術不僅能提高能源效率，還能顯著減少長期放射性廢物的危害。這對於全球尋求可持續能源解決方案的努力來說，具有重要意義。隨著美國和歐洲的合作，這項技術的推廣可能會改變核能行業的未來。