跨國乏燃料貯存庫開發(fā)商DeepGEO與丹麥先進釷基反應堆創(chuàng)新企業(yè)Copenhagen Atomics公司簽署首次合作協(xié)議，旨在通過將新興的廢物管理解決方案與下一代反應堆技術相結合，徹底改變核燃料循環(huán)。
這項具有里程碑意義的合作標志著業(yè)界首次將反應堆設計公司和跨國廢物庫開發(fā)商聯(lián)合起來，共同應對核領域的雙重挑戰(zhàn)，即管理乏燃料和確保其長期效用。合作雙方旨在應對乏核燃料后處理和減少長壽命放射性廢物方面的長期挑戰(zhàn)，總體目標是確保核燃料循環(huán)的長期可持續(xù)性。他們努力的一個關鍵方面是將乏燃料(SNF)重新定義為一種寶貴的資源，而不是一種負擔。
正如協(xié)議所指出的，SNF管理仍是核工業(yè)長期關注的問題。盡管SNF被安全地儲存在核廠址的SNF池中或干式貯存桶中，“世界上大約有30萬噸SNF被儲存，多個國家已表示有興趣對這種材料采用多國解決方案”。
開創(chuàng)性的“后端”協(xié)議
總部位于美國Rhode島的DeepGEO正在通過加拿大、歐洲和非洲的子公司開發(fā)多國SNF儲存庫，其使命是提供可持續(xù)的資源管理。協(xié)議指出，“DeepGEO正在其潛在的托管地點取得穩(wěn)步進展，并且正在與多個實體進行對話，這些實體將受益于雇用另一個實體的專家服務，以有效管理和處置其擁有的SNF。”。
與此同時，Copenhagen Atomics正在開發(fā)一種非能動安全釷基熔鹽堆，名為廢料燃燒器(Waste-Burner)，利用乏燃料和釷的組合發(fā)電。這個100 MWt的裂變設計為工廠化制造，可裝入一個40英尺的標準集裝箱，通過卡車、火車或輪船運輸。廢物燃燒器反應堆消耗包括钚在內的超鈾元素作為“啟動”燃料，將其轉化為只需儲存300年的短壽命裂變產物。
同時，協(xié)議也指出，該公司已經(jīng)獲得了“相當多的熔鹽方面的知識和經(jīng)驗，并提出了幾種將乏燃料轉化為熔鹽反應堆新燃料的方法”。此外，Copenhagen Atomics還在積極開發(fā)試驗設施，“包括在目前不允許使用核能且沒有處置SNF途徑的幾個國家進行試驗”。
Copenhagen Atomics解釋道，“在成功部署后，他們的反應堆有望利用SNF產生比首次使用SNF的反應堆多10倍的能量。”。為了實現(xiàn)這一目標，該公司表示需要將SNF分離(后處理)成四類，分別為燃料棒的鋯合金包殼、鈾同位素(鈾238、鈾235、鈾236、鈾234和痕量雜質)、半衰期低于30年的短壽命裂變產物以及主要是钚的超鈾元素(TRU)。
兩家公司指出，乏燃料后處理產生的前三種類型，即鋯合金包殼、鈾同位素和短壽命裂變產品可能具有價值，也可能產生處置成本，這取決于現(xiàn)有技術和市場條件。TRU雖然在燃料組件中占比不到1%，且主要由同位素钚239、钚240和钚241組成，但對于Copenhagen Atomics的釷基熔鹽堆來說卻至關重要，該反應堆使用TRU作為啟動燃料。該公司解釋道，其反應堆不需要濃縮鈾來啟動釷基燃料循環(huán)。
協(xié)議指出，在這一過程中，“預計TRU中99%的同位素將轉化為裂變產物，并在Copenhagen Atomics反應堆運行時從鹽中提取出來”。如果DeepGEO建立了這些設施，DeepGEO可以在以后管理或處理這些裂變產物。
市場潛力迫在眉睫
Copenhagen Atomics表示，“由于正在快速開發(fā)示范設施，預計將比競爭對手更早地展示其工藝的效率和可行性。這將帶來有關材料和廢物管理以及任何處置要求的寶貴知識。”。
該公司補充表示，該協(xié)議至關重要，因為Copenhagen Atomics預計需要使用放射性廢物管理專家服務供應商的時間將早于其大多數(shù)競爭對手。作為深地質處置服務的未來商業(yè)供應商，DeepGEO致力于提供適用于多種先進反應堆設計的解決方案，此外還適用于廣為人知的鋯燃料包殼、陶瓷和金屬燃料。該公司指出，雖然對傳統(tǒng)反應堆廢物的處置途徑進行了深入研究，但對不太成熟的設計，特別是熔鹽反應堆的要求，在很大程度上仍未得到探索。
Copenhagen Atomics和DeepGEO的協(xié)議概述了在將乏燃料后處理為四種類型方面的合作，重點是后處理技術、監(jiān)管合規(guī)性和廢物管理。從本質上講，Copenhagen Atomics將評估廢物流的技術和經(jīng)濟方面，而DeepGEO將探索運輸、處置和市場機會。雙方計劃每季度舉行一次會議，以跟蹤進展情況，這份為期36個月的非排他性協(xié)議受丹麥法律管轄，并保護共享信息。
Copenhagen Atomics首席執(zhí)行官兼聯(lián)合創(chuàng)始人Thomas Jam Pedersen表示，“Copenhagen Atomics將與DeepGEO一起探索如何使乏核燃料的國際處理更加高效，同時負責任地處理所有廢物類型。”。
他補充道，一個關鍵的重點是建立乏燃料的市場潛力，“Copenhagen Atomics與DeepGEO之間的這種合作關系有助于使乏燃料轉化為一種寶貴的資源，而不是國家和公司不得不處理的昂貴負擔。回收很大一部分乏燃料，即所謂的'核廢料'，將使他們能夠以正值出售，進一步彌補回收和運輸?shù)某杀尽?rdquo;。
同時，DeepGEO總裁Link Murray認為，此次合作將標志著全行業(yè)應對長期存在的后端挑戰(zhàn)并推動其可持續(xù)解決的重要努力的開始。“創(chuàng)新的核工業(yè)需要創(chuàng)新的后端解決方案。我們很高興能與Copenhagen Atomics合作，這再次證明了自己是核行業(yè)的先驅。通過合作，我們可以更好地了解先進核能反應堆不同燃料和廢料需求的價值，幫助加快其部署，并確保核能未來的可持續(xù)發(fā)展。”。
兩家公司指出，雖然簽署的協(xié)議在業(yè)界尚屬首次，但并不打算成為最后一次。他們表示，作為合作的關鍵部分，他們歡迎其他核技術和項目開發(fā)商也有興趣認真對待未來的廢物挑戰(zhàn)，并探索創(chuàng)新的多國解決方案。
