比利時核研究中心申請轉用低濃縮鈾燃料以減少核擴散風險

比利時核研究中心 SCK CEN 正式向國家監管機構申請許可，計劃將其旗艦 BR2 反應堆轉換為低濃縮燃料。該設施目前使用高濃縮鈾，這種材料因可用於核武器而帶來擴散風險。轉換為低濃縮鈾（LEU）將消除可用於武器的材料被轉移的威脅，同時保持反應堆的全面運行。阿爾戈尼國家實驗室表示：「他們正努力在 2027 年獲得燃料轉換提案的批准，並在隨後不久開始轉換系統。」

與核心佈局固定的商業發電站不同，研究反應堆面臨獨特的工程挑戰。BR2 的轉換尤其困難，因為其核心配置每幾週便會變更。該反應堆每年運行七次不同的 30 天運行週期。在週期之間，工程師重新配置核心以適應不同的實驗和生產計劃。

轉換的工程挑戰

由於反應堆佈局從不固定，科學家無法依賴標準的轉換設計。相反，他們必須證明低濃縮鈾核心能安全地處理所有可能的運行佈局。在過去十年中，美國能源部阿爾戈尼國家實驗室的一組專家與比利時研究人員合作解決了這一問題。該團隊利用專門的計算機代碼進行詳細的安全分析，以模擬新燃料在極端條件下的行為。數據證明，LEU 燃料能在所有運行設置下滿足嚴格的國際安全標準。

阿爾戈尼的研究反應堆方法組負責人 Jeremy Licht 表示：「我們需要一個反映反應堆實際使用情況的設計。然後我們必須展示它能在廣泛的用途下滿足安全要求。」轉換的風險極高，BR2 不僅是一個實驗場地，更是全球醫療的關鍵所在。該反應堆生產約 25% 的世界鉬-99，這種放射性同位素衰變為釷-99m，後者是檢測癌症和心血管疾病的必要診斷成像劑。

醫療與工業的重要性

醫院還依賴該設施提供療法同位素，包括釔-177 和鉭-161。除了醫療用途外，該反應堆還通過硅摻雜支持現代工業。「摻雜是指故意向材料中添加雜質以改變其性質的過程。在硅中，這有助於創造用於電動車、風力發電機和其他高功率電子設備的半導體。」新聞稿中解釋道。成功的轉換確保這些重要的供應鏈保持穩定，而無需現場存放武器級材料。

數十年來，阿爾戈尼的專家已在全球範圍內轉換反應堆以保障核材料的安全。然而，BR2 是他們迄今為止最複雜的任務之一。成功的申請為整個歐洲提供了一條可行的前進路徑。歐洲還運營三個其他具有類似核心複雜性的高性能研究反應堆。證明 BR2 能安全地使用低級燃料運行，表明現代科學不必依賴武器級鈾。

BR2 反應堆轉換的全球影響

比利時核研究中心的 BR2 反應堆轉換計劃不僅是技術上的挑戰，更是全球核安全的重要一步。這項轉換將有助於減少核武器材料的擴散風險，並確保反應堆在醫療和工業領域的關鍵供應鏈穩定。隨著全球對核安全的重視，成功的轉換將為其他類似設施提供可行的範本，推動國際社會在核材料管理方面的進一步合作與進展。