l QUENCH-ATF聯合項目評估有前景的新型包殼材料
l 西屋公司開始生產ADOPT燃料芯塊
l Centrus Energy獲得鈾進口豁免
l 法馬通為斯洛伐克VVER反應堆供應燃料
l Rosatom開發鍍鉻燃料棒包殼
l 英國啟動高富集度低濃鈾（HALEU）再轉化競賽
核燃料是核工業的“糧食”，民以食為天，“手中有糧，心中不慌”。核燃料產業地位特殊，是高科技戰略性產業，是核工業發展的根本和核心，是支撐核工業發展的重要物質和技術基礎。
近兩年，由于氣候問題和能源供應危機，全球多國重新審視核燃料供應鏈安全，并制定了一系列發展戰略。全球核燃料行業正處于發展和轉型的關鍵時期，面臨著需求增長、技術創新、安全保障和環境保護等多重挑戰和機遇。本期全球核能安全動態將聚焦各國核燃料領域的重點要點，一窺核燃料行業最新動態。
QUENCH-ATF NEA聯合項目于2021年10月啟動，該國際合作項目旨在通過實驗和數值模擬來評估有發展前景的先進技術燃料（ATF）包殼材料在極端條件下的性能，項目預計持續四年。
在德國卡爾斯魯厄理工學院（KIT）的QUENCH設備上，將進行三次重要的實驗，這些實驗將模擬不同的溫度和壓力條件，以測試新型包殼材料的性能。這些實驗不僅包括整體測試，還包括單效應測試和實驗前后的詳細檢查，以確保對材料性能有全面的了解。此外，項目還計劃進行一次交叉驗證，目的是評估不同合作伙伴開發的建模程序在捕捉關鍵物理化學現象方面的能力，并提高其預測的準確性。
項目成員參觀IRSN實驗設施
QUENCH-ATF項目成員于2024年7月在法國普羅旺斯地區齊聚一堂，分享最新的項目成果，并為即將進行的測試和檢查做準備。會議由法國輻射防護與核安全研究院（IRSN）主辦，匯集了來自7個國家15個組織的約40名頂級專家。IRSN作為項目成員，不僅主辦了此次會議，還為實驗后檢查提供了支持，這有助于更好地解釋實驗結果。專家們還有機會參觀IRSN的實驗設施，并進一步了解IRSN領導的大量實驗研究，重點是燃料和材料研究，反應堆和乏燃料池中假設的非正常瞬變研究以及包括混凝土在內的各種材料的老化研究。
QUENCH-ATF項目計劃在未來進行新的試驗，以測試在更為惡劣的瞬態情況下其他類型此類先進包殼材料的表現。
對外交流合作部 郭玉龍 編譯
西屋公司（Westinghouse）在其核燃料技術領域邁出了新的一步，生產出首批富集水平高于目前商業反應堆使用標準的核燃料芯塊。這種新型的強化低濃鈾（LEU+）燃料芯塊采用了先進摻雜燃料芯塊技術（ADOPT），旨在通過提高燃料的富集水平來增強核電廠的經濟性和安全性。
LEU+ADOPT燃料芯塊（圖片來源：Westinghouse）
LEU+ADOPT燃料通過提高U-235的富集度以及特定的添加劑，實現了比傳統低濃鈾（LEU）燃料更高的安全性能和經濟性。這種燃料含有高達8%按重量計的U-235，遠高于商業反應堆通常使用的富集度3-5%的U-235。
首批LEU+ADOPT燃料芯塊已在英國西屋斯普林菲爾德（Springfields）燃料制造廠壓制完成并裝入四個鉛封測試組件中，計劃于明年運往美國佐治亞州南方核電公司沃格特勒核電廠2號機組（Vogtle 2）進行輻照測試。
西屋表示，這一里程碑是與美國南方核電公司合作并在美國能源部（DOE）支持下實現的。這些燃料芯塊是由DOE愛達荷國家實驗室制備的高濃縮氧化鈾粉末制成，標志著DOE材料首次被用于支持將商用氧化鈾燃料的濃縮度提高到5%以上。
2023年3月，美國核監管委員會（NRC）批準在美國壓水反應堆中使用西屋公司的ADOPT燃料芯塊。10月，南方核電公司宣布已獲得NRC授權，可在Vogtle 2上使用U-235濃縮度高達6%的先進核燃料。這是美國商用反應堆首次獲準使用濃縮度超過5%的燃料。
ADOPT燃料是DOE耐事故燃料項目支持的幾種耐事故燃料概念之一，該項目旨在支持可在2030年之前實現新型燃料芯塊和包殼設計商業化。
信息來源：https://www.world-nuclear-news.org/Articles/Westinghouse-starts-production-of-ADOPT-fuel-pelle
對外交流合作部 郭玉龍 編譯
Centrus Energy已獲得DOE豁免，允許其從俄羅斯進口低濃縮鈾，并于2024年和2025年交付給美國客戶。
建設國內產能：Centrus的高富集度低濃鈾示范項目中的離心機（圖片來源：Centrus）
《禁止俄羅斯鈾進口法案》將于8月11日生效，禁止美國進口俄羅斯聯邦或俄羅斯實體生產的未輻照低濃縮鈾。在美國參議院一致通過后，拜登總統于5月簽署了這項兩黨立法。
實施豁免程序是為了確保美國核電廠在短期內不會出現供應中斷，同時美國將加強國內低濃縮鈾產能。如果確定沒有其他可行的低濃縮鈾來源，或者進口俄羅斯低濃縮鈾符合國家利益，美國能源部長可在與國務卿和商務部長磋商后，批準進口有限數量的俄羅斯原產材料。該禁令將持續到2040年底，豁免在2028年1月1日前有效。
Centrus在5月27日提交了一份豁免申請，希望從俄羅斯進口低濃縮鈾，以滿足其在2024年和2025年對美國客戶的交付承諾。DOE在7月18日批準了這項豁免，允許Centrus公司進口低濃縮鈾，但僅限于2024年和2025年的交付。然而，對于2026年和2027年的進口，DOE將在接近交付時間時做出豁免決定，具體日期未定。
Centrus在6月7日提交了第二份豁免請求，這份請求希望允許Centrus從俄羅斯進口低濃縮鈾，將其加工后再出口給國外客戶。目前，這份豁免請求還在等待DOE的審查和決定。
Centrus表示將提交第三份豁免申請，擬將于2026年和2027年從俄羅斯進口的低濃縮鈾用于未交付訂單。
信息來源：https://www.world-nuclear-news.org/Articles/Centrus-receives-uranium-import-waiver
對外交流合作部 郭玉龍 編譯
法國法馬通公司（Framatome）與斯洛伐克公用事業公司Slovenské elektrárne簽署了一份合同，從2027年開始為其Bohunice和Mochovce核電廠VVER-440反應堆長期供應核燃料。
燃料供應合同的簽署（圖片來源：Slovenské elektrárne）
斯洛伐克目前擁有五座核反應堆，其中三座位于Mochovce，兩座位于Bohunice，發電量占全國發電量的一半，此外Mochovce還有一座核反應堆正在建設中。兩座核電廠均由Slovenské elektrárne運營。該公司的多元化戰略是在整個核燃料生產供應鏈中擁有至少兩家替代核燃料供應商和潛在的材料、服務供應商。
目前，歐盟共有19座VVER反應堆運行，燃料供應依賴俄羅斯，其中包括保加利亞和捷克的4座VVER-1000反應堆，以及捷克、芬蘭、匈牙利和斯洛伐克的15座VVER-440反應堆。
近年來，尤其是俄烏沖突爆發以來，歐盟國家中原本依賴俄羅斯供應燃料的核電運營商開始尋求替代供應商。保加利亞Kozloduy核電廠于2022年底和2023年初簽署協議，將使用法馬通和西屋電氣燃料取代俄羅斯燃料。
法馬通表示，擬采用“雙軌制”方式為歐盟運行的VVER反應堆供應燃料。短期內，將制造與VVER目前使用的經過驗證的設計相同的燃料；與此同時，法馬通正在為VVER-440和VVER-1000開發和認證其自行設計的“歐洲主權”燃料。
信息來源：https://www.world-nuclear-news.org/Articles/Framatome-to-supply-fuel-for-Slovak-VVER-reactors
對外交流合作部 郭玉龍 編譯
俄羅斯國家原子能公司（Rosatom）TVEL燃料部門下屬的切佩茨克機械廠（Chepetskom Mekhanicheskom Zavode，ChMZ）建立了一個試點工業基地，用于生產鍍鉻燃料棒包殼，這種結構材料可能應用于新一代先進技術燃料（ATF）。這將提高核燃料的運行可靠性，從而提高反應堆的安全性和效率。
圖片來源：TVEL
ChMZ安裝了一套專門設備來生產新型燃料棒包殼，該設備能夠在傳統的鋯合金包殼上通過噴涂工藝在長鋯管的表面噴涂一層鉻涂層。為了確保涂層的質量和性能，公司還引入并掌握了一套現代化的綜合分析和研究設備。這套設備不僅可以評估鉻涂層的附著力、結構和厚度，還可以深入研究公司現有生產流程和新產品。
目前，位于季米特洛夫格勒的原子反應堆研究所（NIIAR）正在實施一項大規模測試計劃，在MIR研究反應堆中對各種不同的燃料包殼材料和ATF燃料芯塊進行測試。2022年，該研究計劃得到了擴展：開始對VVER和壓水堆的鈾硅化燃料新燃料棒進行反應堆測試。自2021年起，在羅斯托夫核電廠的VVER-1000反應堆中，三個帶有ATF型獨立燃料棒的組合燃料組件開始了試運行。鉻鎳合金42ХНМ或鉻涂層鋯合金被用作結構材料。
信息來源：https://www.neimagazine.com/news/rosatom-develops-chrome-coated-nuclear-fuel-rods/
對外交流合作部 郭玉龍 編譯
英國政府已啟動一項競賽，以籌集高達7000萬英鎊（9000萬美元）的資金，用于支持該國商業HALEU再轉化設施的開發。
美國愛達荷國家實驗室生產的HALEU燃料顆粒（圖片來源：INL）
U-235濃度在5%至20%之間的鈾（HALEU）——將用于目前正在開發的大多數下一代反應堆設計所需的先進核燃料。目前，只有俄羅斯和中國擁有大規模生產HALEU的基礎設施。
HALEU再轉化競賽是英國3億英鎊HALEU計劃的一部分，該計劃于今年1月啟動，旨在到2031年在英國建立HALEU的生產能力。英國能源安全與凈零排放部（DESNZ）表示，這項投資將促進HALEU的國內生產，并且是實現到2050年提供高達24吉瓦電力核電計劃的一部分，這將滿足英國大約25%的電力需求。
今年5月，政府公布了首批資金撥款，向Urenco公司提供了1.96億英鎊，目的是建立首個商業規模的HALEU濃縮設施，預計在2031年實現運營。具體來說，競賽提供的資助旨在支持商業規模的氧化物HALEU再轉化設施的設計和建設，以及金屬形式的HALEU再轉化設施的設計。
氧化物HALEU再轉化設施將于2031年在英國投入運營。DESNZ表示，該設施的初始能力應為每年至少處理10噸鈾，但其設計應允許未來將產量擴大到每年至少30噸鈾。該設施還應允許將來在市場增長的情況下納入一條金屬HALEU再轉化生產線。
信息來源：https://www.world-nuclear-news.org/Articles/UK-launches-HALEU-deconversion-competition
對外交流合作部 郭玉龍 編譯