美國 ANEEL 釷鈾燃料 燃耗超傳統核反應爐 8 倍

由 Clean Core Thorium Energy（CCTE）開發的 ANEEL 新型核燃料，結合釷與濃縮鈾，已成功完成美國 Advanced Test Reactor 的多年輻照測試。此燃料達到超過 60 GWd/MTU 的燃耗率，超出傳統核反應爐典型卸料燃耗率八倍以上。核能正面臨重大復興，各國尋求滿足上升能源需求同時減少碳排放。由於傳統核電廠需多年興建，初創企業亦關注可快速大規模建造的較小型模組化反應爐。

不過，總部位於芝加哥的 CCTE 採取不同途徑，旨在以全新燃料技術 ANEEL 重新利用現有核反應爐。釷被視為優越核燃料替代品，因其儲量豐富且產生較少放射性廢料。CCTE 的 ANEEL 旨在結合釷與鈾優勢，延長現有反應爐（如壓水重水反應爐 PHWR）的運作壽命。

ANEEL 輻照測試

位於美國愛達荷國家實驗室的 Advanced Test Reactor 為新型燃料技術提供測試平台。ATR 可產生緊湊、Qualcomm量輻照條件，以加速步伐模擬延長反應爐運作，評估燃料行為。2024 年 5 月，12 支 ANEEL 燃料棒片裝入 ATR，目標燃耗率為 20、40 及 60 GWd/MTU。去年，八支燃料棒片完成首兩個燃耗目標，最後一批正接近最高燃耗目標。

此設計產生反應爐條件下的真實性能數據。經短暫冷卻後，燃料棒片轉移至 INL 的材料與燃料綜合體（MFC）進行輻照後檢查（PIE）。去年移除的八支燃料棒片正進行 PIE，此過程亦提供高燃耗水平下燃料微結構與性能細節。 至今取得的 PIE 結果顯示，ANEEL 燃料表現良好，在整個輻照過程中維持結構完整性及良好裂變氣體保留。「在 Advanced Test Reactor 超越 60 GWd/MTU 燃耗率，為 ANEEL 燃料計劃標誌重要里程碑，」Clean Core Thorium Energy

行政總裁 Mehul Shah 在新聞稿中表示。「此輻照行動提供有意義性能數據，證明釷-HALEU 燃料可達 PWR 燃料的燃耗水平，同時提供改善燃料利用率、強化安全特性、固有防擴散性，以及顯著減少長壽核廢燃料放射性同位素。」ANEEL 燃料保留現有燃料幾何形狀，如 PHWR 及加拿大重水鈾反應爐（CANDU）使用的 19 及 37 元素設計。此設計便利整合至現有反應爐，無需修改堆芯設計或系統。

「我們的目標是以實用方式利用現有反應爐引入釷至核燃料循環，此里程碑代表朝此目標邁進重大一步，」Shah 在新聞稿中補充。由於燃料棒片 PIE 進行中，CCTE 正致力下一里程碑——在商業發電反應爐示範 ANEEL 燃料，此舉將為商業應用鋪路。CCTE 將與 INL 及其他產業夥伴合作，展望未來為更多核反應爐供能。