Oklo获美能源部支持推进钠冷快堆示范项目
摘要
美国Oklo公司与能源部签署协议，在Idaho国家实验室推进Aurora Powerhouse钠冷快堆示范项目，利用EBR-II历史数据和数字孪生技术进行安全分析。公司与Centrus能源合作发展HALEU燃料循环能力，并计划在俄亥俄州建设1.2吉瓦先进核能园区为Meta供电。项目获得联邦资金支持，采用加速监管路径，目标2026年7月实现临界。
美国Oklo公司已与美国能源部(DOE)签署了一份其他交易协议(OTA)，以支持其在Idaho美国国家实验室(INL)设计、建造和运行其Aurora Powerhouse，该项目隶属于能源部的反应堆试点计划(RPP)。Oklo是反应堆试点计划下获得能源部支持的10家公司之一，该计划由特朗普总统于2025年5月发布的第14301号行政命令《改革能源部核反应堆试验》所设立。该行政命令的目标之一是在2026年7月4日前实现一座先进反应堆达到临界。
Oklo的Aurora Powerhouse是一座钠冷快堆，采用金属燃料，其设计基于1964年至1994年在Idaho运行的实验增殖反应堆II(EBR-II)的设计和运行经验。
在签署其他交易协议后，能源部Idaho运营办公室批准了这座快裂变电站的核安全设计协议(NSDA)，Oklo随即要求能源部开始对其初步文件化安全分析(PDSA)进行审查。
核安全设计协议是能源部反应堆试点计划授权许可路径下的第一步，该路径提供了一条加速的监管途径。在9月完成初步奠基后，Idaho美国国家实验室的Aurora Powerhouse(Aurora-INL)现可在能源部监督下进入项目执行的下一阶段。
此前，美国核管会(NRC)于2022年因缺乏技术数据而首次拒绝了Oklo的申请，随后该公司转向了能源部的反应堆试点计划。这使得Oklo能够在能源部监督下，在Idaho美国国家实验室建造和试验其首座反应堆，这比传统的核管会商业许可途径更为快捷。
Oklo联合创始人兼首席执行官Jacob DeWitte表示：“其他交易协议设定了计划结构，而设计协议则体现了能源部严格的授权流程和安全第一的方针。能源部为Aurora-INL提供的路径支持我们以分步方式部署首座Powerhouse，同时我们继续推进与美国核管会(NRC)的未来商业许可接洽。”Oklo计划随后寻求核管会许可以支持商业运营。
能源部Idaho运营办公室经理Robert Boston表示，能源部Idaho“致力于确保从设计到示范的安全、有序进展”。他补充道：“随着Aurora Powerhouse核安全设计协议以及我们正在支持的Aurora燃料制造设施的推进，我们正在支持一项整合的Idaho计划，该计划有助于为下一代安全可靠的能源扩大国内核能力。”
Aurora-INL得到了Oklo在Idaho更广泛工作的支持，例如在Idaho美国国家实验室的Aurora燃料制造设施(A3F)，该设施将为Aurora-INL制造首批燃料组件。能源部Idaho运营办公室于2025年11月批准了A3F的核安全设计协议，并于12月根据能源部的先进核燃料生产线试点计划批准了A3F的初步文件化安全分析。
2019年12月，Oklo在Idaho美国国家实验室的竞争性招标中被选中，获得从退役的实验增殖反应堆II(EBR-II)中回收的高浓度低富集度铀(HALEU)。Oklo被授予使用5吨HALEU用于其首座Aurora Powerhouse的初始堆芯。能源部保留该材料的所有权，该材料在Idaho美国国家实验室通过电解精炼进行处理，将回收铀的富集度降低至低于20%(U-235)。
总体而言，Oklo主要通过竞争性拨款、成本分担奖励和能源部的厂址使用协议获得了大量的美国联邦支持。虽然该公司主要依靠私人资金，但联邦支持对于反应堆和燃料的开发与试验至关重要。
2024年，能源部向Oklo提供了500万美元，以支持其先进燃料后处理工艺的首次端到端示范。Oklo已通过核能加速创新门户(GAIN)计划获得了多张凭证，使其能够免费利用美国国家实验室的专业知识和设施。2026年初，Oklo获得了一项能源部拨款，用于研究热液态盐中的放射性材料，支持其在田纳西州计划的16.8亿美元燃料后处理设施。
Oklo目前正在为Aurora-INL制造非核部件（泵、热交换器），并开发了反应堆设计的高保真“数字孪生”，以模拟数千种“假设”安全场景，供能源部最终授权使用。
通过使用数字孪生，Oklo可以在几周内模拟反应堆20年的磨损情况。来自EBR-II的历史数据也被输入孪生体，以证明现代的Aurora设计将与其经过验证的前身表现完全一致。Aurora Powerhouse的数字孪生主要在Oklo位于加利福尼亚州圣克拉拉的总部开发，并与开发和运行EBR-II的Argonne美国国家实验室(ANL)密切合作。
Oklo于2022年从ARPA-E ONWARDS计划获得了350万美元，专门用于开发数字孪生技术。能源部授予Oklo访问EBR-II 30年运行期间的原始实验数据。这些数据用于“基准测试”数字孪生，以证明软件的预测与几十年前在Idaho记录的实际结果相符。目前，该孪生体正被用于最终确定安全分析报告(SAR)，以满足2026年7月4日达到临界的截止日期。
今年3月初，Oklo和Centrus能源公司宣布，双方已同意就组建合资企业进行讨论，该合资企业将专注于高浓度低富集度铀(HALEU)的还原转化服务，并推进相关燃料循环技术和供应链的发展。
当铀被富集后，它以六氟化铀的形式存在，必须被“还原转化”成稳定的固体，通常是氧化铀或金属铀，然后才能用作燃料。目前，美国将高浓度低富集度铀从气体还原转化为金属的能力非常有限。
该合资企业的活动将在Centrus位于俄亥俄州南部Pike县Piketon的厂址进行，与其富集运营合用一处厂址，并与Oklo计划的1.2吉瓦电力园区相邻。
Oklo的电力园区是一个规划的先进核能枢纽，旨在为Meta（Facebook）的区域运营（包括其人工智能超级集群）提供零碳排放基荷电力。该项目是一项数十亿美元的私人投资，将建在能源部前拥有的一块206英亩的厂址上。该园区将容纳多座Aurora Powerhouse单元组成的网络。每个独立单元设计为可扩展，通常发电功率在15至100兆瓦之间。该园区目标最早于2030年投运，并在2034年达到1.2吉瓦的满容量目标。
Oklo最初于2023年5月宣布计划在俄亥俄州南部部署两座Powerhouse。2025年8月，该公司签署协议，从Southern Ohio Diversification Initiative购买了前Portsmouth气体扩散厂厂址的206英亩土地。2026年1月，在与Meta达成协议后，该愿景扩展至完整的1.2吉瓦容量，该协议包括Meta预付电费以资助早期开发的机制。前期施工活动和厂址特征调查研究计划开始进行。
“先进核能开发不仅需要反应堆，还需要支持这些反应堆的可靠燃料循环能力，”DeWitte表示。“这一框架支持我们与Centrus就更深入的讨论，探讨扩大还原转化能力、加强国内供应链以及推进更高效的燃料循环模式的潜在途径，该模式可在同一地点运营。”
Centrus总裁兼首席执行官Amir Vexler指出：“Centrus正在为重建美国核燃料循环能力奠定基础，包括支持先进反应堆燃料所需的服务。我们期待探索合用一处厂址和扩大还原转化服务的方案，以提高效率并支持不断增长的需求。”
Centrus和Oklo认为，在Piketon发展富集和还原转化服务将提高效率，扩大国内产能，并有助于解决潜在的核燃料瓶颈。美国有许多使用高浓度低富集度铀燃料的反应堆技术正在开发中，其中许多正在建设独立的燃料制造厂。一个与高浓度低富集度铀富集合用一处厂址的还原转化服务中央枢纽，可以消除每个燃料制造设施建立自己的还原转化生产线的需要，并可以简化和降低高浓度低富集度铀的运输成本。
Centrus和Oklo计划探索协调监管和研发活动的机会，包括与美国联邦机构进行联合接洽，以提出支持还原转化和富集服务合用一处厂址的解决方案。
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