愛達荷國家實驗室啟用自動化裝置處理放射性燃料棒外殼

愛達荷國家實驗室的工程師們已經啟用了一個自定義的拆卸裝置，用以剝離放射性燃料棒的金屬外殼。該裝置在設計者中被稱為「核級香蕉剝皮器」，這個移動系統旨在為科學研究準備使用過的燃料。它在位於愛達荷州東南部的莫蘭核燃料測試設施內運行。研究人員在檢查使用過的核燃料之前，必須打開其外殼。這層稱為包覆的外部金屬，保護了反應堆內的放射性核心，但在測試結束時也阻礙了對鈾的接觸。

自動化裝置的功能

新的滑架機械性地解決了這個問題。自動序列利用專用的電動工具對燃料棒進行壓接、剝離和切割。內建的高速攝像機實時記錄操作，幫助研究人員收集過程數據，並優化不同燃料類型的切割參數。

該實驗室的高級經理凱文·萊昂表示：「該滑架設計為高度適應性。每個主要組件都是模組化的，這意味著其系統可以隨著未來任務需求的演變而拆卸、調整、重新定位或升級。這不是一個單一功能的設備。」該裝置的即時任務針對的是馬格諾克斯燃料。馬格諾克斯燃料是幾十年前為早期英國商業反應堆開發的，依賴於鎂合金外殼。愛達荷於 2024 年收到了一批這種老式燃料。研究如何處理、切割和剝離馬格諾克斯燃料對全球安全至關重要。

許多舊型反應堆在世界各地具有相似特徵，理解其燃料循環有助於檢查人員檢測非法擴散。

新系統的應用與培訓

實驗室核不擴散部門主任傑蒂亞·哈特補充道：「這個新滑架不僅為莫蘭設施提供了亟需的相關燃料來源，還代表了創新燃料循環和不擴散研究的新能力。」將概念轉變為實際硬件的過程耗時 20 個月。該國家實驗室與兩傢俬營工程公司——綜合解決方案與設計公司以及坎貝爾技術服務公司合作。經過製造，工作人員於 4 月將平台運送至愛達荷州。INL 的項目經理內森·史蒂文斯指出：「坎貝爾技術服務公司在整個設計過程中與我們的團隊直接合作，收集來自工程師、設計師、電工和操作員的反饋。」

技術人員花了幾周的時間讓無害的假燃料棒通過切割機，以驗證公差，然後才引入活性放射性燃料。該機器於 5 月 5 日通過了首次的活性壓接測試，並於 6 月 2 日完成了一次完整的燃料切割運行。該項目由美國國家核安全管理局的阿提娜倡議資助，該倡議於 2022 年啟動，旨在保護核材料。除了實驗室研究外，美國官員計劃利用這些設備作為學徒和大學新人的培訓基地，幫助培訓下一代武器控制專家。美國實驗室總結道：「新系統擴大了 INL 在燃料處理、不擴散研究和先進燃料循環開發方面的能力，同時為未來的任務需求提供了一個靈活的平台。」

自動化裝置對核安全的影響

愛達荷國家實驗室的新自動化裝置不僅提升了燃料處理的效率，也為核材料的安全管理提供了新的技術支持。隨著全球對核擴散的關注加劇，這種設備的研發有助於提升對舊型反應堆燃料的理解，進而加強檢測和防範非法擴散的能力。此外，該裝置的模組化設計使其能夠靈活應對未來的研究需求，顯示出在核能領域中持續創新的潛力。