Moltex 反应堆有效消耗废燃料

2024-10-10 08:22  来源:中国核电网    核燃料  加拿大核电

燃料循环模型证明了 Moltex Energy Canada 的稳定盐反应堆 - 废料燃烧器 (SSR-W) 能够消耗废核燃料。同行评议的研究论文《Moltex SSR-W 的废料燃烧性能》在最近于渥太华举行的第四代和小型反应堆会议上发表。


SSR-W 场地布局(来源:Moltex)

燃料循环模型证明了 Moltex Energy Canada 的稳定盐反应堆 - 废料燃烧器 (SSR-W) 能够消耗废核燃料。同行评议的研究论文《Moltex SSR-W 的废料燃烧性能》在最近于渥太华举行的第四代和小型反应堆会议上发表。

SSR-W 是一种以回收的乏燃料为燃料的快谱熔盐反应堆,已被 NB Power 选中在新不伦瑞克省的 Point Lepreau 核电站建造。“专门设计为废物燃烧器的快中子反应堆能够在发电过程中裂变所有锕系元素,从而缓解乏燃料废物和新鲜燃料可用性的问题,”该论文指出。

Moltex 还在开发废物转化为稳定盐 (WATSS) 工艺,通过该工艺从现有的乏燃料中生产燃料盐,并通过对 SSR-W 中使用过的燃料盐进行反复回收来实现燃料循环。

论文介绍了燃料循环模型的结果,并表明通过重复燃料循环可以达到平衡,即在反应堆燃烧过程中所有锕系元素的浓度都会降低,并且锕系元素燃烧可以无限期地持续下去。反应堆中的锕系元素燃烧与循环过程中大多数裂变产物的分离相结合,可大大减少废物量、放射性毒性和热量产生。“燃料循环的灵活性也得到了证明,这是通过循环过程、在线加油和允许改变转化率的燃料盐化学来实现的。”

Moltex 表示,这项研究“强调了由新不伦瑞克省、安大略省、英国和美国团队开发的SSR-W可以消耗加拿大坎杜反应堆废燃料束中绝大多数的超铀元素 (TRU)。这些超铀元素是在裂变过程中产生的,具有数千年的放射性。与随着时间的推移积累这些元素的传统反应堆不同,SSR-W 旨在将它们作为燃料消耗,为减少核废料提供了一种创新方法。”

Moltex 首席执行官 Rory O'Sullivan 表示:“SSR-W 经过专门设计,可高效再利用和消耗回收的核废料。这项突破性研究是多年合作的成果,清楚地证明了这一能力。”

论文总结道:“热功率为 1,200 MWth 的 SSR-W 反应堆每年可消除 425 公斤锕系元素,或在其使用寿命内消除约 25 公吨,燃料盐成分和同位素载体会逐渐达到平衡。此时,从新回收的 Candu 燃料中补充 TRU 所需的量是恒定的,与嬗变的 TRU 量相对应。”

报告指出:“在反应堆运行寿命结束时,最后一次堆芯负载的 TRU 含量将大大低于从 Candu 乏燃料库存中回收的量,否则这些燃料将被视为废物。此外,反应堆将产生能量,如果由热反应堆产生,则会产生更多的超铀锕系元素,而不是净减少。最后,报废堆芯负载本身可以回收并用作新 SSR-W 的初始堆芯负载,从而完全闭合循环。”

Moltex 公司称,SSR-W“可以无限期地回收使用过的燃料,从加拿大现有的 CANDU 反应堆燃料中至少生产出 6,000 兆瓦的清洁能源,而无需进口新的燃料”。这让 SSR-W 相较于其他只能回收使用过的燃料一次或有限次数的反应堆技术具有关键优势。

“我们的燃料来源已经存放在全国各地的核电站中,”奥沙利文指出。“这意味着我们可以利用这些资源在未来几年内生产清洁能源。”关于 WATSS,Moltex 表示正在与核废料管理组织合作,以确保任何需要处置的最终废品都可以通过加拿大现有的处置路线进行处置。

Moltex 表示,它正在开发“三项独特技术”:SSR-W、WATSS 工艺和 GridReserve 热能储存罐,使 SSR-W 能够充当调峰电厂。该公司的目标是在 2030 年代初在 Point Lepreau 核电站部署首台 SSR-W、WATSS 和 GridReserve 机组。

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