全球范圍內(nèi)，僅通過(guò)核廢料回收就可以創(chuàng)造5000億美元收入。
核廢料處理難一直是核電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一塊“心病”，不斷有業(yè)內(nèi)人士呼吁賦予核廢料“二次生命”。《金融時(shí)報(bào)》援引預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，全球范圍內(nèi)，僅通過(guò)核廢料回收就可以創(chuàng)造5000億美元收入。顯然，就可持續(xù)性和經(jīng)濟(jì)效益而言，核廢料再利用意義深遠(yuǎn)。全球范圍內(nèi)，越來(lái)越多的國(guó)家和企業(yè)已經(jīng)著手研究和設(shè)計(jì)可以使用核廢料的反應(yīng)堆，力求“廢料變?nèi)剂?rdquo;。
美國(guó)核能創(chuàng)新技術(shù)公司TerraPower、英國(guó)核能技術(shù)初創(chuàng)企業(yè)Newcleo、丹麥哥本哈根原子能公司等都在設(shè)計(jì)各自的核廢料供能新型反應(yīng)堆。特斯拉創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官埃隆·馬斯克也提出了核廢料供能核堆、核廢料電池的設(shè)計(jì)方案，其中，電池設(shè)計(jì)主要利用核廢料中貝塔輻射衰變來(lái)提供動(dòng)力，并通過(guò)半導(dǎo)體將輻射能轉(zhuǎn)化為電能。
作為核廢料發(fā)電的擁躉之一，TerraPower公司一直強(qiáng)調(diào)，不管是持久性還是規(guī)模性，核廢料再利用都很可靠，其研究的行波堆就是為了解決核能產(chǎn)業(yè)中一個(gè)共性問(wèn)題——燃料增殖和廢料處理。行波堆可以使用貧鈾燃料，且燃燒時(shí)間長(zhǎng)達(dá)40年而不用換料，傳統(tǒng)反應(yīng)堆大約每?jī)赡晷枰鼡Q一次燃料。
Newcleo公司則尋求設(shè)計(jì)一個(gè)物美價(jià)廉的核廢料供能核堆，以提供具有競(jìng)爭(zhēng)力的發(fā)電價(jià)格。據(jù)悉，該公司的鉛冷小型模塊化反應(yīng)堆技術(shù)，旨在利用鉛冷快速反應(yīng)堆降低核電生產(chǎn)成本，這是一種使用大氣壓而不是高壓水反應(yīng)堆的新技術(shù)，可以用核廢料作為燃料，而不需要開(kāi)采鈾，比現(xiàn)有核技術(shù)更安全。
Newcleo公司首席運(yùn)營(yíng)官伊麗莎白·里佐蒂表示：“我們的設(shè)計(jì)旨在充分利用現(xiàn)有核廢料，減少處理此類廢物的環(huán)境和財(cái)務(wù)成本，降低擴(kuò)散風(fēng)險(xiǎn)，并避免開(kāi)采新的核燃料。”
丹麥哥本哈根原子能公司子公司英國(guó)原子能公司，于2023年1月向英國(guó)商業(yè)、能源和工業(yè)戰(zhàn)略部提交了小型模塊化釷熔鹽反應(yīng)堆的通用設(shè)計(jì)評(píng)估準(zhǔn)入申請(qǐng)，這種反應(yīng)堆利用未加壓的重水進(jìn)行緩和，消耗核廢料，同時(shí)從釷中培育出新的燃料。
英國(guó)原子能公司首席執(zhí)行官兼聯(lián)合創(chuàng)始人托馬斯·思迪博格表示：“這項(xiàng)技術(shù)不產(chǎn)生溫室氣體排放，并且還能通過(guò)消耗核廢料來(lái)產(chǎn)生能量。”他補(bǔ)充稱，第一座商用反應(yīng)堆預(yù)計(jì)將于2028年開(kāi)始運(yùn)行，由于運(yùn)營(yíng)成本低，電價(jià)將低于每兆瓦時(shí)40英鎊(約合48美元)。“這個(gè)價(jià)格非常有競(jìng)爭(zhēng)力，將創(chuàng)造一種新的、負(fù)擔(dān)得起的能源。”
事實(shí)上，核廢料再利用并不是什么新鮮事。美國(guó)能源部曾于2020年允許核能初創(chuàng)公司奧克洛進(jìn)行廢鈾制成燃料的測(cè)試，該公司成為全美第一家獲得愛(ài)達(dá)荷國(guó)家實(shí)驗(yàn)室核廢料庫(kù)存的公司。奧克洛設(shè)計(jì)的反應(yīng)堆體積小，發(fā)電裝機(jī)僅1.5兆瓦，可為1000戶家庭供電，使用核廢料發(fā)電且20年不用換燃料。
愛(ài)達(dá)荷國(guó)家實(shí)驗(yàn)室?guī)资陙?lái)一直是未來(lái)核能技術(shù)試驗(yàn)場(chǎng)，產(chǎn)生了數(shù)百噸鈾廢料，這些廢料被存放在臨時(shí)儲(chǔ)存設(shè)施中，該實(shí)驗(yàn)室一直在研究通過(guò)鈾廢料為新一代小型商堆供能的可能。
愛(ài)達(dá)荷國(guó)家實(shí)驗(yàn)室核科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室副主任杰斯·格汗表示，美國(guó)核廢料產(chǎn)生的能量可以為全美供電一個(gè)世紀(jì)，再利用無(wú)疑是解決和管理核廢料最有效的方式之一。
美國(guó)核管理委員會(huì)指出，快速核反應(yīng)堆技術(shù)就是一種將核廢料轉(zhuǎn)化為能源的技術(shù)，已經(jīng)在美國(guó)發(fā)展了50多年，該技術(shù)所有基礎(chǔ)都已得到證實(shí)，可以大大減少核廢料。
根據(jù)美國(guó)能源部核能辦公室數(shù)據(jù)，即使在反應(yīng)堆中使用了5年，核燃料仍有90%以上的能源潛力，重新使用將在一定程度上解決如何處理大量核廢料庫(kù)存的問(wèn)題，并將減少對(duì)進(jìn)口鈾的依賴。
法國(guó)也在進(jìn)行相關(guān)嘗試。法國(guó)燃料公司歐安諾用經(jīng)過(guò)后處江蘇啟東：全新一代風(fēng)電安裝船首制船順利下水理的乏燃料制成一種鈾钚混合氧化物核燃料。乏燃料是核電站使用過(guò)的核燃料，一般只能在傳統(tǒng)輕水反應(yīng)堆中使用一次。
法國(guó)電力公司旗下32臺(tái)900兆瓦核電機(jī)組中有22臺(tái)使用鈾钚混合氧化物核燃料，這些機(jī)組的發(fā)電量約占法國(guó)核能總發(fā)電量的10%。歐安諾公司表示，使用經(jīng)過(guò)后處理的乏燃料可以減少天然鈾進(jìn)口，鈾钚混合氧化物核燃料在快速核反應(yīng)堆技術(shù)中得到很好應(yīng)用，但并不經(jīng)濟(jì)，尤其是與使用天然氣等燃料的發(fā)電廠相比，如何更經(jīng)濟(jì)、更高效、更安全地利用核廢料還有待進(jìn)一步研究和測(cè)試。
