三个低浓铀 (LEU) 燃料测试组件已在比利时的 BR2 研究堆中成功测试。比利时核研究中心 (SCK-CEN) 计划在 2026 年完全转换使用高浓缩铀 (HEU) 的反应堆。
BR2 研究堆的低浓铀测试组件(图片来源：SCK-CEN)
BR2 是位于比利时东北部莫尔的 SCK-CEN 的三个运行研究反应堆之一。BR2 自 1963 年开始运行，是西欧最古老的研究堆之一。该反应堆获准运行，直到 2026 年进行下一次定期安全审查，届时可能会就接下来 10 年的运行做出决定。
SCK-CEN 正在与美国密切合作开发一种全新的 LEU 燃料类型，旨在提供与 HEU 燃料相同的性能。如果决定继续运行该反应堆，它计划在 2026 年将 BR2 从使用 HEU 转换为使用新的 LEU。
SCK-CEN 说：“通过从燃料中去除高浓缩铀，它有助于防止这种材料可能扩散，通过这种方式，SCK-CEN 为抗扩散核燃料做出了贡献，从而为一个更安全的世界做出了贡献。”
SCK-CEN 指出：“核燃料不能简单地在一夜之间改变，改用这种燃料需要进行广泛的测试并准备一份重要的安全文件。SCK-CEN 必须向联邦核控制局 (FANC)——比利时的核监管机构——证明新燃料类型同样安全与目前的反应堆一样。此外，研究堆必须使用这种新型燃料提供相同的技术性能。”
项目负责人贾里德怀特说：“在高浓缩铀中，我们几乎可以分裂所有铀原子。在低浓缩铀中，只有五分之一的原子是可裂变的，然而，核燃料必须能够达到相同的水平，这样 BR2 才能执行其重要任务。这就像一个司机将他们的汽车油箱加满 20% 的汽油，但仍想像他们在装满油箱时一样以相同的速度行驶相同的距离。”
新的低浓铀燃料已经完成了几个示范阶段。在第一阶段，小样本在中等条件下进行测试，功率和燃耗分数受到限制。在第二阶段，全尺寸、单独的燃料板暴露于更高的功率和更高的燃耗分数。在第三阶段，这些燃料板被整合到未来的燃料组件中并在实际条件下进行测试。FANC 密切监视此过程中的每个步骤。
怀特说，在过去的两个 BR2 循环中，三个 LEU 燃料组件现在已经在真实条件下进行了测试。
“在每个循环之后，我们都会彻底检查每个燃料组件，”他说。“我们很想获得 [最新] 结果，但我们希望它们是可以接受的，就像之前的测试一样，证明即使在高功率下，燃料组件仍然完好无损。”
美国能源部国家核安全局国防核不扩散副局长科里·辛德斯坦说：“SCK-CEN 成功完成了 BR2 使用低浓铀燃料的第二个辐照循环，这是一个重要的里程碑，这是首次使用这种高性能低浓铀燃料，是到 2026 年实现 BR2 转化的关键一步。他们的进展为反应堆转化为低浓铀树立了全球榜样，并展示了我们实现不扩散目标的能力的同时保持科学卓越。”
BR2 约占全球用于医疗和工业用途(包括用于癌症治疗和医学成像)的放射性同位素产量的四分之一。它还生产掺杂硅，形成一种半导体材料，为电子元件提供基本物质。
世界上大多数研究反应堆建于 1960 年代和 1970 年代，使用的技术需要 HEU(浓缩水平高达 98%)才能进行实验。HEU 靶也用于生产医用放射性同位素。然而，这种 HEU 可能被用于制造核武器，因此被视为具有扩散风险。现在大部分研究都可以使用低浓铀进行，其中铀 235 所占比例不到 20%。
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