三個低濃鈾 (LEU) 燃料測試組件已在比利時的 BR2 研究堆中成功測試。比利時核研究中心 (SCK-CEN) 計劃在 2026 年完全轉換使用高濃縮鈾 (HEU) 的反應堆。

BR2 研究堆的低濃鈾測試組件(圖片來源：SCK-CEN)

BR2 是位于比利時東北部莫爾的 SCK-CEN 的三個運行研究反應堆之一。BR2 自 1963 年開始運行，是西歐最古老的研究堆之一。該反應堆獲準運行，直到 2026 年進行下一次定期安全審查，屆時可能會就接下來 10 年的運行做出決定。

SCK-CEN 正在與美國密切合作開發一種全新的 LEU 燃料類型，旨在提供與 HEU 燃料相同的性能。如果決定繼續運行該反應堆，它計劃在 2026 年將 BR2 從使用 HEU 轉換為使用新的 LEU。

SCK-CEN 說：“通過從燃料中去除高濃縮鈾，它有助于防止這種材料可能擴散，通過這種方式，SCK-CEN 為抗擴散核燃料做出了貢獻，從而為一個更安全的世界做出了貢獻。”

SCK-CEN 指出：“核燃料不能簡單地在一夜之間改變，改用這種燃料需要進行廣泛的測試并準備一份重要的安全文件。SCK-CEN 必須向聯邦核控制局 (FANC)——比利時的核監管機構——證明新燃料類型同樣安全與目前的反應堆一樣。此外，研究堆必須使用這種新型燃料提供相同的技術性能。”

項目負責人賈里德懷特說：“在高濃縮鈾中，我們幾乎可以分裂所有鈾原子。在低濃縮鈾中，只有五分之一的原子是可裂變的，然而，核燃料必須能夠達到相同的水平，這樣 BR2 才能執行其重要任務。這就像一個司機將他們的汽車油箱加滿 20% 的汽油，但仍想像他們在裝滿油箱時一樣以相同的速度行駛相同的距離。”

新的低濃鈾燃料已經完成了幾個示范階段。在第一階段，小樣本在中等條件下進行測試，功率和燃耗分數受到限制。在第二階段，全尺寸、單獨的燃料板暴露于更高的功率和更高的燃耗分數。在第三階段，這些燃料板被整合到未來的燃料組件中并在實際條件下進行測試。FANC 密切監視此過程中的每個步驟。

懷特說，在過去的兩個 BR2 循環中，三個 LEU 燃料組件現在已經在真實條件下進行了測試。

“在每個循環之后，我們都會徹底檢查每個燃料組件，”他說。“我們很想獲得 [最新] 結果，但我們希望它們是可以接受的，就像之前的測試一樣，證明即使在高功率下，燃料組件仍然完好無損。”

美國能源部國家核安全局國防核不擴散副局長科里·辛德斯坦說：“SCK-CEN 成功完成了 BR2 使用低濃鈾燃料的第二個輻照循環，這是一個重要的里程碑，這是首次使用這種高性能低濃鈾燃料，是到 2026 年實現 BR2 轉化的關鍵一步。他們的進展為反應堆轉化為低濃鈾樹立了全球榜樣，并展示了我們實現不擴散目標的能力的同時保持科學卓越。”

BR2 約占全球用于醫療和工業用途(包括用于癌癥治療和醫學成像)的放射性同位素產量的四分之一。它還生產摻雜硅，形成一種半導體材料，為電子元件提供基本物質。

世界上大多數研究反應堆建于 1960 年代和 1970 年代，使用的技術需要 HEU(濃縮水平高達 98%)才能進行實驗。HEU 靶也用于生產醫用放射性同位素。然而，這種 HEU 可能被用于制造核武器，因此被視為具有擴散風險?，F在大部分研究都可以使用低濃鈾進行，其中鈾 235 所占比例不到 20%。