X-energy TRISO-X燃料启动辐照试验
摘要
X-energy公司的TRISO-X燃料球开始在Idaho美国国家实验室进行13个月辐照试验，评估其在各种运行条件下的性能。这种三层结构各向同性燃料具有防止放射性释放的独特设计，能够承受极端条件而不会熔化。试验是DOE先进反应堆示范计划的一部分，旨在为Xe-100小型模块化反应堆的商业部署提供资质认证。公司计划在Oak Ridge建设新设施扩大燃料生产，并与陶氏和亚马逊等企业合作推进核能应用。
X-energy公司的TRISO-X燃料球已开始在Idaho美国国家实验室进行为期13个月的辐照试验，以评估燃料在各种运行工况下的性能，并为其商业应用获取资质。
TRISO-X是TRISO(三层结构各向同性)燃料的专用版本，被制成台球大小的球体——即燃料球——将用于为高温气冷堆提供动力，例如X-energy公司的Xe-100小型模块化反应堆(SMR)。构成这些燃料球的TRISO颗粒包含一个铀、碳和氧燃料芯核，被三层碳基和陶瓷基材料包裹，防止放射性裂变产物的释放。根据美国能源部(DOE)的说法，这种新颖结构意味着燃料在商业高温反应堆中不会熔化，并且能够承受远超当今使用核燃料阈值的极端辐射和温度。
X-energy球床反应堆试验——代号XPeRT——将在INL的先进试验堆(ATR)中进行燃料辐照试验，ATR是一个压水堆，产生中子而非热量，以评估TRISO-X燃料在与Xe-100 SMR设计相关的各种功率水平、温度和燃耗条件下的性能。在INL和Oak Ridge美国国家实验室进行的辐照后检查将测量燃料在预期商业运行条件全范围内的裂变产物滞留能力和结构稳定性。
DOE先进燃料运动国家技术总监Dan Wachs表示，ATR的实验周期对先进核能而言"意义重大"。"该试验标志着INL自2020年以来首次对先进反应堆的TRISO燃料进行辐照，也是首次使用ATR新的引出试验能力，使这些先进燃料试验成为可能，"他说。
将TRISO-X实验装置装入ATR(图片来源：INL)
TRISO-X自2016年以来一直在Oak Ridge美国国家实验室运营一个核燃料制造示范设施。该公司计划在Oak Ridge再建两个设施，为Xe-100的商业部署制造其专有燃料，Xe-100是通过DOE先进反应堆示范计划获得支持的两个先进反应堆示范项目之一。其中第一个设施TX-1已在建设中。TRISO-X还参与了DOE今年早些时候设立的燃料生产线试点计划，旨在为测试新反应堆建立国内核燃料供应链。
"在Oak Ridge开始的TRISO制造推进先驱工作，现在正引领着为下一代反应堆提供动力的燃料资质认证，"X-energy首席执行官Clay Sell表示。"TRISO-X体现了美国在燃料设计方面数十年的创新，这一试验计划使我们离重新定义核能安全和可靠性标准更近了一步。"
Xe-100的首次部署计划在陶氏位于德克萨斯州墨西哥湾沿岸的Seadrift厂址，为工业规模运营提供电力和高温热源。X-energy和亚马逊还承诺到2039年实现超过5 GW的新核能装机容量，首先是与华盛顿州公用事业公司Energy Northwest共同制定计划，在Energy Northwest的Columbia发电站附近建造多达12座SMR。