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新的先進(jìn)堆設(shè)計(jì)及其所需燃料，在運(yùn)輸包裝方面提出了新的挑戰(zhàn)。

1、放射性物質(zhì)應(yīng)用

【資料圖】

放射性物質(zhì)在我們?nèi)粘Ｉ畹脑S多方面都發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

其應(yīng)用包括：醫(yī)療診斷設(shè)備和放射性藥物;煙霧探測(cè)器的關(guān)鍵部件;石油和天然氣勘探;工業(yè)中應(yīng)用;考古文物;廣泛技術(shù)研究應(yīng)用;核電站發(fā)電。

不得不提的是，只有這些放射性材料進(jìn)行安全包裝和運(yùn)輸，才能在所有應(yīng)用中的使用成為可能。

以核燃料循環(huán)材料為重點(diǎn)，各種運(yùn)輸步驟——從鈾礦從礦山運(yùn)輸?shù)郊庸ぴO(shè)施，到將制造的新燃料運(yùn)輸?shù)胶穗娬荆俚竭\(yùn)輸用于儲(chǔ)存或處置的乏燃料——都是核電的必要步驟。

今天，人們開(kāi)始重新關(guān)注核能在應(yīng)對(duì)全球氣候變化和相關(guān)的碳排放減少方面的作用。

因此，許多國(guó)家正在考慮核電的選擇，并將其作為加強(qiáng)國(guó)家能源安全的一種手段。

可靠的燃料供應(yīng)將需要可靠的公司提供強(qiáng)大的國(guó)際供應(yīng)鏈。

供應(yīng)鏈中必須包括一個(gè)強(qiáng)大的系統(tǒng)，用于包裝和運(yùn)輸核燃料循環(huán)中的所有材料。

2、新反應(yīng)堆和新燃料

準(zhǔn)備進(jìn)行燃料制造的HALEU(圖源：INL)

在現(xiàn)有和計(jì)劃中的輕水反應(yīng)堆(LWR)中使用的燃料鈾-235同位素，鈾濃縮水平高達(dá)5.0wt%。然而，燃料供應(yīng)商也在開(kāi)發(fā)先進(jìn)的燃料，利用高含量低濃縮鈾(HALEU)。

HALEU燃料具有高于5.0wt%和高達(dá)20wt%的鈾-235的富集度。

一些實(shí)體將富集分析為5.0至10.0wt%的燃料稱(chēng)為“LEU+”，富集分析為10.0至19.5 wt%為“HALEU”。

商業(yè)LWR運(yùn)營(yíng)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)設(shè)計(jì)，并計(jì)劃在21世紀(jì)20年代中后期開(kāi)始大量使用LEU+燃料。

HALEU成品

對(duì)此，燃料供應(yīng)商已經(jīng)修訂了用于運(yùn)輸制造的LEU+燃料的包裝設(shè)計(jì)，最近批準(zhǔn)了一個(gè)用于運(yùn)輸六氟化鈾(UF6)的新包裝，該包裝可支持高達(dá)20wt%鈾-235的濃縮分析運(yùn)輸。

美國(guó)監(jiān)管機(jī)構(gòu)也在考慮修改美國(guó)運(yùn)輸安全法規(guī)，允許現(xiàn)有的UF6包裝運(yùn)輸LEU+燃料。

3、開(kāi)發(fā)新的運(yùn)輸包

許多先進(jìn)堆設(shè)計(jì)的燃料需要高于10wt%鈾-235的富集分析。包括高溫氣冷堆(HTGR)所需的燃料。

因此，使用HALEU燃料需要修改現(xiàn)有的運(yùn)輸包或開(kāi)發(fā)全新的運(yùn)輸包，以運(yùn)輸各種形式的HALEU燃料。

TRISO燃料

美國(guó)監(jiān)管機(jī)構(gòu)已批準(zhǔn)用于運(yùn)輸先進(jìn)堆TRi- structural ISOtropic(TRISO)顆粒燃料的包裝。預(yù)計(jì)近期內(nèi)還將對(duì)現(xiàn)有運(yùn)輸包裝進(jìn)行修訂，允許其運(yùn)輸金屬形式的HALEU原料。

然而，某些先進(jìn)堆的新燃料組件可能需要開(kāi)發(fā)新的新燃料包，可能是根據(jù)現(xiàn)有的包進(jìn)行調(diào)整。

先進(jìn)堆燃料運(yùn)輸包的開(kāi)發(fā)和批準(zhǔn)將是在世界各地部署先進(jìn)堆技術(shù)的重要一步。

核能的新概念也在發(fā)展中，例如可運(yùn)輸核模塊——將需要燃料充足的反應(yīng)堆部件作為貨物運(yùn)輸?shù)侥康牡?可運(yùn)輸核電站，如微型反應(yīng)堆——將燃料核電站作為貨物運(yùn)輸?shù)侥康牡?核能推進(jìn)船舶——其中一個(gè)綜合發(fā)電廠將提供海上推進(jìn);浮動(dòng)核電站——直接運(yùn)輸?shù)桨l(fā)電目的地的。

工業(yè)界正在與相關(guān)主管當(dāng)局合作，以確定現(xiàn)有法規(guī)中是否存在與海上運(yùn)輸、安全和放射性材料包裝有關(guān)的漏洞，以及為了部署這些新概念必須解決的問(wèn)題。

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