美國啟動重建國內鈾濃縮基礎設施計劃以支持國防項目

美國正致力於重建其國內鈾濃縮基礎設施,以支持國防項目,這項工程被稱為 DUECE(國內鈾濃縮離心機實驗)。該計劃自 2016 年啟動,目標是開發和展示下一代氣體離心機以進行鈾濃縮。DUECE 計劃在奧克里奇國家實驗室(ORNL)進行,該項目具有戰略意義,旨在為美國核潛艇提供國產高濃度鈾來源,並為美國核武器庫提供氚。美國目前為其商業核電反應堆進口低濃縮鈾,但國際條約禁止將進口鈾用於軍事用途。

能力差距的形成已經數十年。美國曾經運營三座大型氣體擴散鈾濃縮廠,分別位於田納西州的奧克里奇、俄亥俄州的波茨茅斯和肯塔基州的帕杜卡(該廠運營至 2013 年)。這些設施消耗了大量電力,隨著更便宜且更高能效的離心機濃縮技術成為全球標準,這些設施逐漸被關閉。美國在奧克里奇也在開發離心機技術,以最終取代氣體擴散。然而,像三哩島核災難、冷戰結束以及對濃縮鈾需求減少等事件,阻礙了商業化氣體離心機技術的計劃。

DUECE 計劃將推動美國鈾濃縮技術的革新

鈾濃縮過程是通過高速旋轉鈾六氟化物氣體來進行的;較重的鈾-238 同位素會向外壁移動,而較輕的可裂變鈾-235 則會集中在軸心附近。需要數千台串聯連接的離心機組成的級聯系統,才能達到商業上有用的濃縮水平。一般來説,美國核潛艇的鈾燃料濃縮水平為 93% 至 97%。這使得核反應堆具有高功率密度和長壽命的核心,並有助於建造更緊湊的海軍反應堆。

DUECE 目前專注於與 BWX Technologies(BWXT)合作建設一個試點工廠。BWXT 為支持該試點工廠建設了一個離心機製造開發設施。該工廠將使用基於 ORNL 第一代離心機設計的離心機。第一代設計已在 ORNL 的實驗室級聯中投入運營,自 6 月 1 日起開始運行。計劃在 2030 年代初期,進一步在 ORNL 部署第一代機器,以提升設計的技術成熟度(TRL),為試點工廠的部署做準備。

最終,來自試點工廠的技術和運營經驗將應用於在 2040 年代建設後續商業規模的設施。該項目符合更廣泛的聯邦推動,以確保核燃料循環,包括對國內鈾採礦、轉化和濃縮的資金支持。

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Henderson 是 TechRitual Hong Kong 科技編輯,專注報導智能手機、消費電子產品、SIM 卡及流動通訊市場。自加入 TechRitual 以來,累計撰寫數千篇科技報導及產品評測,內容同步發佈至 SINA 及 Yahoo Tech 等主要平台。