美能源部資助12個乏燃料循環(huán)項目3800萬美元

【美國能源部網(wǎng)站2022 年10 月21 日報道】美國能源部2022年10月21日宣布將在“將乏燃料放射性同位素轉(zhuǎn)換為能源”計劃（CURIE）下為12 個由高等院校、私營企業(yè)和國家實驗室牽頭的項目提供3800萬美元資助。

CURIE 計劃由能源部先進能源研究計劃署（ARPA-E）于2022 年3 月啟動，旨在開展先進分離技術(shù)、材料衡算技術(shù)和在線監(jiān)測技術(shù)研發(fā)，并進行后處理設(shè)施設(shè)計，以便能夠回收可用于制造先進反應(yīng)堆燃料的錒系元素，并將需要最終處置的放射性廢物數(shù)量降至最低，最終目標(biāo)是將先進反應(yīng)堆的燃料成本降至每千瓦時1美分，廢物處置成本降至每千瓦時0.1美分。該計劃主要資助三個領(lǐng)域的研究：一是后處理工藝技術(shù)，包括乏燃料組件整備技術(shù)、氣態(tài)工藝流處理技術(shù)、各種分離技術(shù)（液相分離、高溫處理、氟化物揮發(fā)）；二是一體化監(jiān)測和材料衡算技術(shù)，包括傳感器和數(shù)據(jù)融合技術(shù)；三是設(shè)施設(shè)計和系統(tǒng)分析，即對可用于后處理設(shè)施設(shè)計、建設(shè)和運營的新方法進行技術(shù)經(jīng)濟和系統(tǒng)分析。

此次共有11家研究機構(gòu)的12個項目獲得資助，包括：

·阿貢國家實驗室（ANL）兩個項目獲得資助：一個獲得490 萬美元資助，將開發(fā)一種高效工藝，使用穩(wěn)定的下一代陽極材料，將乏燃料中97%的氧化物組成轉(zhuǎn)化為金屬；另一個項目獲得152 萬美元資助，將開發(fā)、生產(chǎn)和測試一套用于乏燃料后處理的緊湊型旋轉(zhuǎn)填充床式接觸器。

·通用電氣研究公司（GE Research）獲得645萬美元，將為水法后處理設(shè)施開發(fā)革命性的保障方案。

·庫里奧公司（Curio）獲得500萬美元，將以實驗室規(guī)模開發(fā)和示范名為NuCycle 的乏燃料循環(huán)工藝。

·NuVision工程公司（NuVision Engineering）獲得472 萬美元，將設(shè)計、建造并調(diào)試一個一體化材料衡算測試平臺。該平臺能夠預(yù)測水法后處理設(shè)施的材料衡算情況，不確定度在1%以內(nèi)。

·電力研究協(xié)會（EPRI）獲得280萬美元，將開發(fā)一種循環(huán)工具，用于應(yīng)對核燃料生命周期管理和先進反應(yīng)堆燃料供應(yīng)的雙重挑戰(zhàn)。

·北得克薩斯大學(xué)獲得271萬美元，將開發(fā)一種自供電的無線傳感器，用于長期、實時監(jiān)測高溫熔鹽的密度和液位，以實現(xiàn)對乏燃料電化學(xué)過程的準(zhǔn)確監(jiān)測和保障。

·愛達荷國家實驗室（INL）獲得266 萬美元，將設(shè)計、制造和測試陽極材料，用于對乏燃料中的錒系元素和裂變產(chǎn)物氧化物進行電解還原。

·科羅拉多大學(xué)博爾德分校獲得199 萬美元，將研發(fā)乏燃料組份的高精度、快速測量技術(shù)。

·阿拉巴馬大學(xué)伯明翰分校獲得184 萬美元，將開發(fā)一種一步式工藝，從乏燃料硝酸溶解液中回收大量鈾和其他超鈾物質(zhì)。

· Mainstream 工程公司（Mainstream Engineering）獲得158 萬美元，將開發(fā)一種真空變壓分離技術(shù)，以分離和捕集揮發(fā)性放射性核素。這將有助于降低后處理造價和運營費用，并將必須貯存的廢物數(shù)量降至最低。

·猶他大學(xué)獲得145萬美元，將開發(fā)一種高溫化學(xué)工藝，把乏燃料中的有用材料高效轉(zhuǎn)化為適用于鈉冷快堆或熔鹽堆的燃料原料。

高級能源研究計劃署成立于2007 年，是美國能源部仿效國防部國防高級研究計劃局（DARPA）的成功經(jīng)驗設(shè)立的，專門負責(zé)推進顛覆性創(chuàng)新、具有變革意義和巨大潛在應(yīng)用價值的高風(fēng)險能源技術(shù)研究。除了CURIE 計劃，高級能源研究計劃署還在開展三項旨在推進先進核技術(shù)發(fā)展的研究計劃，即“旨在推動核能重振的模擬增強創(chuàng)新”計劃（MEITNER）、“智能核資產(chǎn)管理發(fā)電”計劃（GEMINA）和“優(yōu)化核廢物和先進反應(yīng)堆處置系統(tǒng)”計劃（ONWARDS）（詳見本刊2022年第7期相關(guān)報道）。