پیشرفت در سوخت هسته‌ای نسل بعد برای راکتورهای پیشرفته توسط شرکت آمریکایی
شرکت Lightbridge، یکی از نوآوران برجسته در فناوری سوخت هسته‌ای پیشرفته در آمریکا، به پیشرفت قابل توجهی در توسعه سوخت هسته‌ای نسل بعد دست یافته است.
این شرکت با موفقیت یک نمونه کوپنی از سوخت Lightbridge را در آزمایشگاه ملی آیداهو (INL) هم‌اکستروژن کرده است.
“این پیشرفت همکاری و نوآوری که منجر به پیشرفت سوخت Lightbridge می‌شود را نمایان می‌کند،” گفت مدیر انجمن آزمایشگاه INL، ران کرون.
“هم‌اکستروژن این نمونه کوپنی از قابلیت‌های مجتمع مواد و سوخت INL بهره می‌برد و نشان‌دهنده تعهد ما به پیشرفت نوآوری در انرژی هسته‌ای است. ما مفتخر به حمایت از Lightbridge در این کار مهم هستیم.”
این گامی حیاتی به سوی تجاری‌سازی سوختی است که می‌تواند ایمنی، بهره‌وری و امنیت انرژی هسته‌ای را بهبود بخشد.
هم‌اکستروژن برای سوخت هسته‌ای نسل بعدی
سوخت Lightbridge یک فناوری سوخت هسته‌ای نسل جدید اختصاصی برای راکتورهای آب سبک و راکتورهای آب سنگین فشرده موجود است.
این سوخت به‌گونه‌ای طراحی شده است که جایگزین سوخت موجود در راکتورهای فعلی شود، با چندین مزیت از جمله ویژگی‌های ایمنی پیشرفته، عملکرد اقتصادی بهبود یافته به دلیل روشن بودن طولانی‌تر چرخه‌های سوخت، و افزایش مقاومت در برابر توسعه تسلیحات هسته ای.
فرآیند هم‌اکستروژن شامل کپسول‌کردن یک سیلندر متالیکی از اورانیوم ضعیف شده و زیرکونیوم در یک پوشش آلیاژ زیرکونیومی است. این ترکیب سپس از یک قالب کشیده می‌شود تا یک میله استوانه‌ای بلند به طول تقریباً هشت فوت در این نمایش ایجاد کند.
پوشش آلیاژ زیرکونیومی برای محصور کردن سوخت رادیواکتیو درون یک راکتور هسته‌ای ضروری است.
این هم‌اکستروژن موفقیت‌آمیز قابلیت فرآیند تولید Lightbridge برای سوخت نوآورانه خود را نشان می‌دهد.
“با ترکیب آلیاژ اورانیوم-زیرکونیوم با ماده پوششی درجه هسته‌ای، ما ایمنی، بهره‌وری و عملکرد سوخت هسته ای را بهبود می‌دهیم،” دکتر اسکات هولکومب، معاون مهندسی در شرکت Lightbridge اضافه کرد.
کاربردها برای راکتورهای کوچک ماژولار
این نمایش موفقیت آمیز به دنبال دستاورد سال گذشته در اکستروژن نمونه‌های آلیاژ اورانیوم-زیرکونیوم ضعیف شده است.
مرحله بعدی پروژه شامل تولید نمونه‌های کوپنی با استفاده از اورانیوم غنی‌شده خواهد بود که تحت تست‌های تابش در راکتور تست پیشرفته (ATR) آزمایشگاه ملی آیداهو قرار خواهند گرفت.
برنامه تست تابشی، که تحت توافق‌نامه تحقیق و توسعه مشترک بین Lightbridge و BEA انجام می‌شود، داده‌های عملکرد حیاتی برای حمایت از تلاش‌های صدور مجوز نظارتی جهت استقرار تجاری سوخت Lightbridge تولید خواهد کرد.
“INL و Lightbridge اکنون با هم برای تجزیه و تحلیل نمونه کوپن هم‌اکستروژن شده کار خواهند کرد تا پارامترهای فرآیند و نتایج را تأیید کنند،” شرکت نتیجه‌گیری کرد .
سوخت Lightbridge نه تنها برای راکتورهای موجود طراحی شده است. این شرکت همچنین نسخه‌هایی را برای راکتورهای کوچک ماژولار نسل بعدی (SMRها) توسعه می‌دهد.
این راکتورهای کوچک به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که با انعطاف‌پذیری و قابلیت تطبیق بیشتر با منابع انرژی تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی و باد ادغام شوند تا یک شبکه انرژی پایدار و بدون کربن ایجاد کنند.
پیشرفت‌های فناوری سوخت هسته‌ای
نکته قابل توجه، توسعه فناوری سوخت هسته‌ای پیشرفته برای ارائه انرژی پاک و بدون انتشار و فراهم کردن امنیت انرژی برای جهان اخیراً اهمیت بیشتری پیدا کرده است.
پروژه جدیدی در اتحادیه اروپا اخیراً برای استفاده از مواد شکاف‌پذیر اورانیوم کم‌غنی‌شده به عنوان سوخت هسته‌ای برای راکتورها راه‌اندازی شده است.
پیش‌تر، توسعه‌دهنده انرژی هسته‌ای حمایت‌شده توسط بیل گیتس ، TerraPower، قراردادی برای تولید اورانیوم کم‌غنی‌شده سطح بالا (HALEU) برای نیروگاه‌های هسته‌ای نسل بعدی در ایالات متحده امضا کرده بود.
