توسعه پیل‌های سوخت اورانیوم ایمن‌تر و با عمر طولانی‌تری برای نیروگاه‌های هسته‌ای توسط وستینگهاوس
اولین دسته از گلوله‌های سوخت هسته‌ای با سطوح اورانیوم غنی شده به میزان هشت درصد در تاسیسات تولیدی شرکت الکتریکی وستینگهاوس در لانکاشایر، انگلستان، فشرده شدند. این سوخت‌ها که با همکاری وزارت انرژی ایالات متحده توسعه یافته‌اند، در سال ۲۰۲۵ در راکتور Vogtle Unit 2 در وینزبورو، جرجیا، آزمایش خواهند شد.
با جستجوی جهان برای یافتن راه‌هایی برای پاسخگویی به تقاضای انرژی بدون انتشار دی‌اکسید کربن، تقاضا برای انرژی هسته‌ای در حال افزایش است. برخلاف انرژی بادی و خورشیدی، نیروگاه‌های هسته‌ای می‌توانند انرژی را به‌طور مداوم تأمین کنند و همچنین به تثبیت شبکه در مواقعی که تولید انرژی سبز پایین پیش‌بینی می‌شود کمک کنند.
با این حال، انرژی هسته‌ای سابقه‌ای پرآشوب دارد. یکی از نگرانی‌های اصلی در مورد این فناوری، نگرانی از ذوب شدن راکتور است. برای رفع این نگرانی‌ها، DOE با صنعت هسته‌ای همکاری کرد تا سلول‌های سوخت مقاوم به حوادث جدیدی را توسعه دهد که می‌توانند شرایط سخت را برای مدت طولانی‌تری تحمل کنند.
سلول‌های سوخت هسته‌ای مقاوم به حوادث
سلول‌های سوخت متعارف از روکش زیرکالوی اطراف دی‌اکسید اورانیوم استفاده می‌کنند، که از شرایط واکنش شدید محافظت نمی‌کند. سوخت‌های جدید توسعه یافته با همکاری صنعت انرژی هسته‌ای دارای افزودنی‌هایی هستند که تولید هیدروژن را کاهش می‌دهند و به طور ساختاری به دماهای بالاتر، خوردگی و تابش مقاوم‌تر هستند.
ویژگی اضافی این سلول‌های سوخت جدید این است که آن‌ها در داخل راکتور کارایی بیشتری دارند و بنابراین عمر طولانی‌تری دارند. DOE برآورد می‌کند که راکتورهایی که از این سلول‌های جدید استفاده می‌کنند، ۳۰ درصد کمتر سوخت مصرف می‌کنند و مدت زمان بین تجدید سوخت را تا دو سال یا حتی بیشتر افزایش می‌دهند.
این ویژگی‌ها همچنین به سوخت هسته‌ای اجازه می‌دهند که به مدت طولانی‌تری و با توان بالاتر کار کند و در عین حال زمان تعویض نیروگاه را کاهش دهد، که می‌تواند برای صنعت انرژی هسته‌ای سودآوری به‌همراه داشته باشد.
وستینگهاوس مستقر در انگلستان اولین قدم را به سمت تجاری‌سازی این رویکرد برداشت و سوخت‌های جدید هسته‌ای با اورانیوم غنی شده به میزان هشت درصد تولید کرد. این سلول‌های جدید را LEU+ ADOPT پیل‌های سوخت هسته‌ای نامگذاری کرده تا از طبیعت مقاوم به حادثه آن‌ها نشان دهد.
سوخت هسته‌ای LEU+ ADOPT
در حالی که گلوله‌های هسته‌ای متعارف حاوی سه تا پنج درصد اورانیوم غنی شده هستند، سلول‌های LEU+ حاوی هشت درصد اورانیوم غنی شده به وزن و افزودنی‌های دیگری هستند که به آن‌ها اجازه می‌دهد قدرت بیشتری تولید کنند و عمر بیشتری داشته باشند.
این کمک می‌کند تا زمان‌های توقف برای تجدید سوخت راکتور کاهش یابد. وستینگهاوس انتظار دارد که تقاضا برای این نوع سوخت در سال‌های آینده افزایش یابد زیرا می‌تواند برق بدون کربن فراهم کند.
تاریک چوهو، رئیس شرکت سوخت هسته‌ای وستینگهاوس، در بیانیه‌ای مطبوعاتی گفت: «اولین تولید سوخت LEU+ ADOPT گامی کلیدی برای دستیابی به چرخه‌های سوخت طولانی‌تر و کاهش هزینه‌های عملیاتی در صنعت سوخت هسته‌ای است». این نقطه عطف مهم، به ما کمک خواهد کرد تا انرژی ایمن‌تر، اقتصادی‌تر، قابل اعتمادتر و پاک‌تری به مشتریان خود در سراسر جهان ارائه دهیم.
این گلوله‌ها اکنون به میله‌ها تبدیل شده و در مجموعه‌های آزمایشی سربی در انگلستان گنجانده خواهند شد. سال آینده، این سوخت برای آزمایش تابش به نیروگاه Vogtle در جورجیا ارسال خواهد شد.
