Centrus能源公司（核燃料供應商）和清潔堆芯釷能源公司（新型創新核燃料設計公司）根據上一年早些時候簽署的諒解備忘錄開始合作，以推廣先進核燃料。

1、ANEEL的重要意義

最近，Centrus總裁兼CEO丹尼爾·波尼曼（Daniel B.Poneman）祝賀清潔堆芯公司（Clean Core）和德克薩斯A&M公司成功制造新一代核燃料的第一批樣品芯塊。

這種將釷（Th）與高含量、低濃縮鈾（HALEU）結合在一起的燃料，被稱為濃縮生命級先進核能（ANEEL）。

這批芯塊的關鍵部件——HALEU——將由Centrus生產，對于美國來說，這一點至關重要，因為美國還沒有商業供應的HALEU。

核工業一直專注于新的反應堆設計，以解決氣候變化、可再生能源、用可靠的基本負荷替代品取代化石燃料等各種問題，而HALEU對這些反應堆的運行至關重要。

（來源：微信公眾號“嘿嘿能源heypower”ID：heiheinengyuan 作者：heypower）

2、零碳能源的潛在選擇

這種新反應堆和新燃料無論是對于美國還是世界，都具有重要意義。就在昨天，美國能源部發布了一份新聞稿，介紹了其制定的一項新的計劃，該計劃將確保美國高含量低濃縮鈾燃料的供應。

HALEU可用性計劃的建立，對于先進反應堆的示范和商業部署至關重要，目前已包括兩個示范項目，該項目將通過兩黨基礎設施法獲得25億美元的資金，以幫助支持國家的氣候、國家安全和創造就業目標。

參議院能源和自然資源委員會主席、美國參議員喬·曼欽（Joe Manchin）說：“我很高興能源部正在推進這一計劃，美國國內將開始供應高含量低濃縮鈾。”“長期以來，我一直支持將先進核技術商業化，將其作為零排放能源的基本負荷能源，并致力于資助《2020年能源法》授權的先進核燃料計劃，以防止依賴俄羅斯或其他外國供應商為下一代核電提供燃料。”

先進的HALEU-釷ANEEL燃料尤其適用于現有和新的CANDU堆和其他加壓重水反應堆（PHWR）。ANEEL可以將CANDU/PHWR中產生的廢物量減少80%以上，最大限度地降低廢物管理成本和安全問題，同時提供防擴散效益。

清潔堆芯公司CEO邁胡爾·沙阿（Mehul Shah）表示：“與Centrus能源公司合作推廣我們的ANEEL先進核燃料，將有助于為需要的新興國家帶來清潔、可靠的電力。”“我們使用釷和HALEU的創新技術為CANDU/PHWR型核電廠節約了大量成本、同時對于安全和防擴散方面也有重要意義。”

3、夢幻組合

ANEEL是Th和HALEU的夢幻組合，其U-238遠低于普通燃料——低20%，而輕水堆（LWR）中使用的U-238超過94%。HALEU本身的U-235含量在5%至20%之間。大部分燃料是Th基質，HALEU中的U-235作為裂變驅動，為持續裂變提供足夠的中子。

Th-232捕獲一個中子并轉換成U-233，U-233也可裂變，并開始提供更多中子和更多能量。同時，U-238捕捉到一個中子，轉化成钚-239，钚-239也會裂變，幾乎和它產生的速度一樣快。

隨著所有這些裂變的進行，ANEEL燃料的燃耗率很高，用同樣數量的燃料在反應堆中提供更多的能量。

事實上，ANEEL的燃耗率超過50 GWd/t，遠遠超過目前CANDU/PHWR天然鈾燃料的7 GWd/t，因此反應堆在其使用壽命內只需要約七分之一的燃料，在運行、燃料和廢物管理成本方面實現了顯著效益提升。

ANEEL燃料在其整個生命周期內都具有防擴散的設計，因為更高的燃耗率會導致Pu快速深度燃燒。這也增加了生成燃料的钚-240和钚-242的數量——核武器中不受控制連鎖反應的中子毒物。

因此，ANEEL乏燃料很難制成核武器。

最后，CANDU/PHWR使用天然鈾也存在一個問題，因為它們反應過程中存在正冷卻劑空隙反應（CVR），影響反應堆的安全。但使用ANEEL燃料會降低CVR，從而在產生更多能量的同時提高安全性。

4、不斷深入商業化進程

根據世界核協會的數據，全世界在運CANDU/PHWR有48個，總發電能力為2400萬千瓦。最大的反應堆群在加拿大，19個CANDU PHWR（容量近1400萬千瓦）提供了該國15%的電力。

由于這些反應堆目前使用的是未濃縮的天然鈾，因此它們也可能是Centrus以及清潔堆芯釷能源公司的潛在市場。

波尼曼說：“生產第一顆ANEEL試驗芯塊是開發這種新型先進核燃料的重要一步。隨著大量PHWR反應堆已經在加拿大和其他地方運行，ANEEL可以在未來幾年加速并擴大對HALEU的早期需求。”“我們重視與清潔堆芯公司的合作關系，以支持ANEEL的商業化，并期待有機會成為其長期HALEU供應商。”

清潔堆芯公司計劃在2024年底前將燃料商業化。德克薩斯A&M大學核工程和科學中心在INL的質量要求和監督下成功制造了ANEEL燃料樣品。

根據今年早些時候簽署的諒解備忘錄，清潔堆芯公司和Centrus正與其他PHWR合作，在世界各地的CANDU反應堆中推廣使用ANEEL先進核燃料。

雖然德克薩斯A&M公司正在制造的初始試驗芯塊使用INL（愛達荷州國家實驗室）提供的少量HALEU，但清潔堆芯釷能源公司計劃使用Centrus公司的HALEU進行ANEEL燃料的商業規模生產。

根據2019年與美國能源部簽署的一份為期三年的合同，Centrus正在俄亥俄州皮克頓建造第一條NRC許可的HALEU生產線。

到目前為止，Centrus已經完成了每一個合同里程碑，并將繼續根據合同開展工作。