怀俄明州投1亿美元建TRISO核燃料厂

怀俄明州州长Mark Gordon和怀俄明州能源局(WEA)已批准1亿美元的大型项目能源配套基金(LPEMF)，用于支持BWXT在怀俄明州Gillette市开发一个核燃料制造设施。该项目将为先进反应堆生产商业规模的TRISO燃料。

这笔资金来源于2024年立法拨款，专门用于需要州政府参与至少5000万美元的能源项目。BWXT预计将投资超过4亿美元以达到全面运营规模，超过了最低配套要求。

该项目将燃料制造整合到怀俄明州现有的“前端”燃料循环中，该循环目前侧重于铀提取。怀俄明州东北部拥有美国已知的最大铀储量。美国前五大产铀矿中有五个位于Gillette厂址70英里范围内。

该项目需要获得美国核管会(NRC)颁发的40年许可证。鉴于NRC经常批准延期——美国一些设施已运行70年——怀俄明州官员预计这将是一个长达数十年的设施。

此项投资是在联邦政府“2024年禁止铀进口法案”之后进行的，该法案禁止了俄罗斯燃料进口，并增加了对国内供应链的需求。怀俄明州目前约占美国铀市场份额的54%。通过增加TRISO燃料制造，该州旨在减少国家对国外燃料的依赖，并支持下一代反应堆的部署。

TRISO燃料制造工艺

为了使BWXT工厂能够利用怀俄明州开采的铀制造燃料，材料需要经过几个步骤才能形成适合制造TRISO燃料的形态。

核燃料循环。图片来源：美国NRC

首先，铀矿石开采后，必须从原矿中分离出来，并转化为称为“黄饼”的粉末。接下来，黄饼被运送到转化设施，转化为称为六氟化铀或UF6的气体形式。然后，气体被运送到浓缩厂，将铀的可裂变同位素U235富集到至少3-5%的U235。随后，UF6返回转化厂，转化为适合制造TRISO芯块的粉末形式。最后，粉末被送到BWXT工厂，在那里制造TRISO燃料，然后运送给客户。

TRISO燃料因其固有安全特性，经常被美国能源部描述为“地球上最坚固的核燃料”。每个燃料颗粒大约有罂粟籽大小。它由铀核芯（通常是铀氧碳化物或氮化铀）包裹在三层碳基和陶瓷基材料（包括碳化硅）中组成。这些层为每个颗粒充当独立的包容系统，即使在极端高温下也能保留裂变产物并抵抗腐蚀。该燃料能够承受超过当前核燃料阈值的温度，即使反应堆失去冷却剂，也能防止堆芯熔化。

燃料变体：BWXT正在开发两种主要形式的TRISO燃料

• UCO TRISO：铀氧碳化物，目前用于美国国防部的Pele微堆项目。

• UN TRISO：氮化铀，专为第四代反应堆中更高的铀密度和更长的反应堆寿命而设计。

关于BWXT设施

建设预计将于2027年左右开始，经过18至24个月的许可程序后，该设施将于2030年末或2031年投入运营。

Gillette的规划设施旨在将TRISO从专业化、小批量生产转变为完全商业化的供应链。该综合体预计面积在15万至25万平方英尺之间。它将包括制造空间、化学品储存和废水处理。由于该设施将处理富集度低于20%（HALEU）的铀，因此需要获得美国核管会(NRC)的II类许可证。

BWXT表示，该设施不会产生、储存或处理高放核废物或乏燃料，因为它仅涉及燃料循环的“前端”（制造新燃料）。

全面运营时，该设施将支持200个直接就业岗位，估计年度工资总额为2000万美元。经济模型预测还将产生194个间接和衍生就业岗位，为该地区再贡献2000万美元的年度工资总额。