先进堆和燃料运输

新的先进堆设计及其所需燃料，在运输包装方面提出了新的挑战。

1、放射性物质应用

放射性物质在我们日常生活的许多方面都发挥着至关重要的作用。

其应用包括：医疗诊断设备和放射性药物;烟雾探测器的关键部件;石油和天然气勘探;工业中应用;考古文物;广泛技术研究应用;核电站发电。

不得不提的是，只有这些放射性材料进行安全包装和运输，才能在所有应用中的使用成为可能。

以核燃料循环材料为重点，各种运输步骤——从铀矿从矿山运输到加工设施，到将制造的新燃料运输到核电站，再到运输用于储存或处置的乏燃料——都是核电的必要步骤。

今天，人们开始重新关注核能在应对全球气候变化和相关的碳排放减少方面的作用。

因此，许多国家正在考虑核电的选择，并将其作为加强国家能源安全的一种手段。

可靠的燃料供应将需要可靠的公司提供强大的国际供应链。

供应链中必须包括一个强大的系统，用于包装和运输核燃料循环中的所有材料。

2、新反应堆和新燃料

准备进行燃料制造的HALEU(图源：INL)

在现有和计划中的轻水反应堆(LWR)中使用的燃料铀-235同位素，铀浓缩水平高达5.0wt%。然而，燃料供应商也在开发先进的燃料，利用高含量低浓缩铀(HALEU)。

HALEU燃料具有高于5.0wt%和高达20wt%的铀-235的富集度。

一些实体将富集分析为5.0至10.0wt%的燃料称为“LEU+”，富集分析为10.0至19.5 wt%为“HALEU”。

商业LWR运营商和燃料制造商正在追求LEU+燃料以及新的事故容忍燃料(ATF)设计，并计划在21世纪20年代中后期开始大量使用LEU+燃料。

HALEU成品

对此，燃料供应商已经修订了用于运输制造的LEU+燃料的包装设计，最近批准了一个用于运输六氟化铀(UF6)的新包装，该包装可支持高达20wt%铀-235的浓缩分析运输。

美国监管机构也在考虑修改美国运输安全法规，允许现有的UF6包装运输LEU+燃料。

3、开发新的运输包

许多先进堆设计的燃料需要高于10wt%铀-235的富集分析。包括高温气冷堆(HTGR)所需的燃料。

因此，使用HALEU燃料需要修改现有的运输包或开发全新的运输包，以运输各种形式的HALEU燃料。

TRISO燃料

美国监管机构已批准用于运输先进堆TRi- structural ISOtropic(TRISO)颗粒燃料的包装。预计近期内还将对现有运输包装进行修订，允许其运输金属形式的HALEU原料。

然而，某些先进堆的新燃料组件可能需要开发新的新燃料包，可能是根据现有的包进行调整。

先进堆燃料运输包的开发和批准将是在世界各地部署先进堆技术的重要一步。

核能的新概念也在发展中，例如可运输核模块——将需要燃料充足的反应堆部件作为货物运输到目的地;可运输核电站，如微型反应堆——将燃料核电站作为货物运输到目的地;核能推进船舶——其中一个综合发电厂将提供海上推进;浮动核电站——直接运输到发电目的地的。

工业界正在与相关主管当局合作，以确定现有法规中是否存在与海上运输、安全和放射性材料包装有关的漏洞，以及为了部署这些新概念必须解决的问题。