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Terrapower的Natrium反應堆項目因缺乏HALEU而被推遲

2022-12-19 11:07  來源:國際核工程    Terrapower  Natrium  核燃料  美國核電  小堆  快堆  鈉冷堆

Terrapower公司對外事務總監Jeff Navin告訴Caspar Star-Tribune,美國Terrapower公司擬在懷俄明州西南部建造的先進Natrium核反應堆預計將被推遲至少兩年。在俄烏沖突之后,為反應堆提供燃料所需的高化驗低濃縮鈾(HALEU)的供應現在成了疑問。


Terrapower公司對外事務總監Jeff Navin告訴Caspar Star-Tribune,美國Terrapower公司擬在懷俄明州西南部建造的先進Natrium核反應堆預計將被推遲至少兩年。在俄烏沖突之后,為反應堆提供燃料所需的高化驗低濃縮鈾(HALEU)的供應現在成了疑問。"我們有一個計劃。這是一個非常積極的時間表;我們感到非常有信心,我們可以滿足它。但這一切的前提是我們的第一批核心燃料來自俄羅斯,"納文說。

在能源部(DOE)的先進反應堆示范項目下,10個先進反應堆設計中的9個被選中獲得資助,包括兩個計劃中的示范反應堆--Natrium和X-energy的XE-100高溫氣冷反應堆--將依靠HALEU,其鈾235的濃縮度接近20%,而動力反應堆中使用的是5%。

2021年6月,由比爾-蓋茨、懷俄明州州長馬克-戈登和PacifiCorp創立的TerraPower公司宣布努力推進他們在懷俄明州一家即將退役的煤廠的Natrium反應堆示范項目,最終決定將Kemmerer外的Naughton電廠作為該地點。

Natrium系統是TerraPower和GE日立的技術。除了PacifiCorp和GE日立核能公司,示范項目團隊的成員包括工程和施工伙伴Bechtel、西北能源公司、杜克能源公司和其他近十家公司、大學和國家實驗室合作伙伴。該項目有一個345兆瓦的鈉冷快堆和一個基于熔鹽的儲能系統。儲能技術可以在需要時將該系統的輸出功率提高到500兆瓦,時間超過五個半小時。

建立一支先進的核反應堆隊伍,取決于能否獲得可靠的燃料來源。但私營部門不愿意在一個仍處于起步階段的產業上冒太多的風險。納文指出,俄羅斯是HALEU燃料的唯一商業來源,本應彌合這一差距,但現在這已成為問題。

Terrapower最初向美國能源部(DOE)求助。希望政府能夠提供足夠的武器級鈾(其中大部分來自核彈頭),并將其稀釋到所需的低濃度。納文說,官員們試過了,而且還在尋找。"他們只是沒有能力以比他們已經拆解的彈頭更快的速度拆解大量的彈頭。"

TerraPower公司也在尋找國會,國會為大約40億美元的懷俄明項目分配了一半的資金,并加大了加速商業燃料生產的努力。這些努力得到了參議員John Barrasso(懷俄明州)的支持。巴拉索在12月13日的一份聲明中說:"TerraPower公司的聲明強調了我多年來一直在說的話。美國必須重新確立自己作為全球核能領導者的地位。美國必須生產自己的核燃料供應,而不是依賴我們的對手,如俄羅斯的鈾。"

國會在2020年批準了HALEU供應計劃,并最終撥款4500萬美元以 "加快 "HALEU燃料處理能力。《降低通貨膨脹法》又為這項工作增加了7億美元。2022年12月,能源部建立了一個HALEU聯盟,以支持確保國內燃料供應的活動。12月,能源部還與Centrus能源公司的子公司American Centrifuge Operating(ACO)簽署了一份合同,在其從能源部租賃的位于俄亥俄州Piketon的設施中率先生產HALEU。

納文說,聯邦的支持將在很大程度上吸引私人投資a,并在美國建立可靠的、商業化的HALEU供應,也許能及時滿足2028年在Kemmerer投入使用的期限。但Natrium反應堆將需要在2025年交付初始 "核心載荷 "燃料,這就是為什么TerraPower要求聯邦官員稀釋足夠的武器級鈾以滿足該時間表。納文估計,TerraPower公司的Natrium和X-energy公司的Xe-100示范項目加起來可能需要大約20公噸來自于稀釋的HALEU。Centrus能源公司將在2023年之前開始生產不到1公噸。

然而,Navin說,燃料問題 "不會改變我們的時間表,就我們何時開始施工而言--它在這一點上給了我們更多的靈活性"。2023年,TerraPower公司的目標仍然是在項目現場的測試設施上破土動工,電力公司PacifiCorp的Naughton電廠剩余的兩臺煤機都將在2025年退休,并向核管理委員會申請施工許可證。

"當我們開始這個過程時,我們都認識到這絕不是一件容易的事,"他說。"我們沒有預料到這個特殊的曲線球,但這肯定是我們所面臨的所有挑戰中,導致最大的延誤的挑戰。" 然而,TerraPower公司仍然相信,美國的供應鏈將準備好支持到2035年在懷俄明州和猶他州增加五個相同設計的反應堆。它與PacifiCorp在10月宣布的對可用選項的聯合研究,正按計劃在明年年底完成。

納文說:"我們顯然必須專注于建造第一座,在一個首創的項目中總是會有一些小插曲。但我們真的致力于與我們的客戶PacifiCorp合作,并試圖找到一種方法來擴大我們在懷俄明州的足跡。"

然而,還有一個問題仍然存在。Natrium是一個鈉冷卻的快速反應堆。目前,美國沒有快速反應堆技術方面的專業知識,也沒有支持其發展的設施。美國在20世紀90年代關閉了其快堆計劃,現在才開始采取行動恢復該計劃。美國能源部(DOE)在7月發布了一份決定記錄,決定在愛達荷國家實驗室(INL)建造一個鈉冷卻的快堆試驗。如果國會撥款,多功能試驗反應堆(VTR)將是近三十年來美國第一個運行的快堆。即使燃料問題以某種方式得到解決,這可能是另一個障礙。

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