ANEEL钍基燃料推进全尺寸制造与堆内示范
摘要
CCTE与BWXT Canada及CNL合作，建立了ANEEL钍基核燃料的全尺寸制造路径。该燃料结合钍与HALEU，专为Candu等重水堆设计，具有燃耗高、废料少、防扩散等优势。此前已在INL完成超过60 GWd/MTU的燃耗试验，目前正制造全尺寸棒束，准备进行第二轮辐照测试，以获取监管数据并推动商业堆示范。
总部位于芝加哥的Clean Core Thorium Energy（CCTE）通过与BWXT Canada Ltd.签署燃料制造协议，推进了其ANEEL（Advanced Nuclear Energy for Enriched Life）核燃料平台的商业示范。该协议支持在加拿大核实验室（CNL）制造全尺寸示范燃料棒束，汇集了制备ANEEL燃料并在运行反应堆中进行辐照所需的最终制造能力。
该协议确立了支持CCTE商业示范计划的制造路径的另一个关键要素。BWXT Canada将提供合格的燃料棒束硬件，这些硬件将与ANEEL燃料芯块集成，并在CNL的Chalk River实验室组装成完整的、具有反应堆代表性的燃料棒束。
这标志着CCTE的一个重要里程碑，建立了制造用于堆内试验的全尺寸ANEEL燃料棒束所需的完整三方制造路径。为了将这种获得专利的钍基燃料从设计推向物理反应堆示范，三家机构各司其职。CCTE提供专有的燃料设计和材料规格，BWXT Canada根据现有的制造质量保证计划提供燃料棒束结构部件硬件，CNL则在Chalk River制造芯块并处理最终的棒束组装。
ANEEL燃料将钍与高浓度低富集度铀（HALEU）相结合。它针对加压重水堆（PHWR），如Candu堆，具有独特的优势。它保持与标准反应堆燃料相同的外部尺寸。它持续时间更长，运行效率更高。它显著减少了长寿命乏燃料的体积。这种燃料混合物也使其本质上更难被武器化。
CCTE首席执行官兼创始人Mehul Shah表示：“从BWXT Canada采购材料代表着在现有反应堆系统中证明ANEEL燃料可行性方面迈出的重要一步。他们在安全可靠燃料制造方面数十年的专业知识，加上对Candu技术的深厚经验，共同为推进我们提供更安全、更高效核能解决方案的使命奠定了坚实基础。”
组装好的ANEEL燃料棒束将用于示范辐照计划，以生成堆内性能数据，这些数据将支持监管鉴定和未来在兼容反应堆平台上的部署。通过利用现有的燃料形式和基础设施，该计划旨在将钍基燃料引入当前的反应堆机组，而无需对反应堆进行重大改造。此次合作确保了制造商燃料鉴定以用于商业化。
该制造计划建立在上一年取得的一系列技术里程碑之上。CCTE最近在Idaho美国国家实验室（INL）的先进试验堆（ATR）中完成了ANEEL燃料细棒的加速辐照试验，达到了超过60 GWd/MTU的燃耗。这是标准Candu反应堆典型卸料燃耗的八倍多。CCTE在《Nuclear Engineering and Design》期刊上发表了一项经过全面同行评审的工程评估，展示了该燃料的性能、安全特性以及在多种反应堆应用中的兼容性。
目前，合作伙伴正在制造全尺寸、可直接用于反应堆的示范燃料棒束。这些燃料棒束将被运回INL的ATR，进行第二轮示范辐照试验。此次试验将精确复制商业PHWR/Candu的运行几何结构。它将推动整个棒束结构超过60 GWd/MTU，以提供最终的监管数据。一旦获得INL的全棒束数据，CCTE计划进行商业动力堆示范。这最后阶段将在运行的商业电网反应堆内验证该燃料，为全机队采用扫清道路。