乏燃料去包壳设备就绪

一套用于处理乏燃料并去除其包壳的移动式撬装设备已被宣布具备在Idaho美国国家实验室Moran Nuclear Fuels Test Facility投入使用的条件。

该撬装设备的制造由Athena Initiative资助。Athena Initiative是美国国家核安保管理局Nonproliferation Stewardship Program于2022年启动的一个项目，旨在支持美国的防扩散工作。

研究与防扩散：Moran实验台是INL Critical Infrastructure Test Range Complex的一部分。该设施为中试规模，建于该综合设施原有的PBF-622大楼内，用于研究钚铀还原萃取（PUREX）工艺。该工艺用于从乏燃料中回收铀、钚和其他裂变材料。

尽管其他国家已采用PUREX工艺对商业乏燃料进行后处理，但出于对扩散问题的担忧，美国的商业后处理计划实际上已于20世纪70年代取消。

在Moran设施对乏燃料进行去包壳处理，是一项流程中的一个步骤，旨在支持美国国家核安保管理局Athena Initiative更广泛的任务：建设基础设施并培训专家，以应对乏燃料相关的防扩散和核安保问题。

多用途系统：为满足INL的要求，该撬装设备与Integrated Solutions & Designs和Campbell Technical Services合作，历时20个月完成规划、建造和改进。随后，该设备于2026年4月交付INL，并在之后数月接受试验和示范运行。

为了使乏燃料能够用于Moran的试验和实验，必须首先将铀燃料与其包壳分离。包壳是包覆燃料的材料，用于防止腐蚀，并阻止裂变产物渗入反应堆周围的冷却剂中。

INL的新撬装设备通过对乏燃料棒实施机械加工来完成这一任务，包括压接、切成更小的段，以及剥离包壳。INL放射化学与核测量高级经理Kevin Lyon开玩笑地将这一过程比作剥香蕉。

最初，该撬装设备将用于处理英国在20世纪中叶研制的气冷反应堆所使用的镁诺克斯燃料。在对具有类似性质的材料完成试验后，该设备分别于5月5日和6月2日使用镁诺克斯燃料成功展示了压接和切割能力。

尽管全球最后一座镁诺克斯反应堆已于2015年末停止运行，但乏镁诺克斯燃料正通过多种方式得到再利用，包括在英国专用设施中后处理为混合氧化物（MOX）燃料，以及在INL开展试验。该实验室通过与NNSA Mobile Packaging Program和NNSA Office of Nuclear Materials Verification密切协调的一项工作，接收了由希腊National Technical University of Athens运来的镁诺克斯燃料。

镁诺克斯燃料的包壳采用镁、铝及其他金属组成的合金，不同于轻水堆燃料棒包壳通常使用的锆合金。不过，Lyon保证，这套新型燃料切割和去包壳撬装设备具有多用途性。他表示：“每个主要部件都采用模块化设计，这意味着随着未来任务需求的变化，其系统可以拆除、调整、重新布置或升级。这并不是一套只能用于镁诺克斯燃料的单一用途设备。”

后续计划：除目前正在运行的Moran实验台外，INL还将在Athena Initiative框架下承建第二座试验设施。Beartooth设施将是一座用于高锕系超铀元素（TRU）研究的手套箱实验台，INL预计将于2028年使其投入运行。