【美國能源部核能辦公室網(wǎng)站2023 年12 月27日報道】2023年12月27日，美國能源部核能辦公室公布2023年10大進展，涉及新機組投運、先進反應(yīng)堆取證、核能制氫突破等，充分展現(xiàn)了美在多個核能領(lǐng)域的顯著成就。

1 沃格特勒3號機組投運

沃格特勒核電廠3 號機組7 月正式投入商運，成為美國在新世紀啟動建設(shè)并投運的首臺核電機組。該機組2023 年3 月首次臨界，4 月首次并網(wǎng)，5 月首次實現(xiàn)滿功率運行。沃格特勒4號機組正處于測試的最后階段，計劃于2024 年投運。

沃格特勒項目是美國在2000年之后啟動并持續(xù)實施的唯一商業(yè)核電建設(shè)項目，旨在建設(shè)兩臺西屋公司（Westinghouse）AP1000機組，即沃格特勒3 號和4 號機組。廠址準備工作于2009 年啟動，當(dāng)時預(yù)計兩臺機組將分別于2016 年和2017 年投運，總造價估計值為140 億美元。項目已嚴重拖期超概，總造價估計值達350 億美元。該項目獲得了能源部約120 億美元貸款擔(dān)保支持。

2 先進反應(yīng)堆取證

美國核管會（NRC）2 月發(fā)布紐斯凱爾電力公司（NuScale Power）5 萬千瓦模塊化小型壓水堆的最終認證規(guī)則，意味著這種小堆成為首種也是迄今唯一通過核管會通用設(shè)計認證的小堆設(shè)計。紐斯凱爾電力已在5 萬千瓦小堆基礎(chǔ)上研發(fā)7.7 萬千瓦小堆，2023 年1 月宣布向核管會提交7.7 萬千瓦小堆設(shè)計認證申請文件，8 月宣布核管會即將正式啟動對7.7 萬千瓦設(shè)計為期24個月的評審。

核管會12月宣布批準為在橡樹嶺東田納西科技園建設(shè)赫爾墨斯（Hermers）低功率熔鹽示范堆頒發(fā)許可證。這是核管會時隔50年首次批準建設(shè)非水冷反應(yīng)堆。赫爾墨斯是卡伊洛斯電力公司（Kairos Power）14 萬千瓦氟化鹽冷卻高溫堆示范版本，熱功率為3.5萬千瓦，使用三元結(jié)構(gòu)各向同性（TRISO）燃料，以氟化鋰和氟化鈹熔鹽為冷卻劑?？ㄒ谅逅闺娏居媱澰跂|田納西科技園建設(shè)三座赫爾墨斯。首堆用于示范低成本核能供熱，計劃2026 年建成。此次頒發(fā)的是首堆建設(shè)許可證。后續(xù)兩堆將用于電力生產(chǎn)，建設(shè)申請已于7月提交核管會。

3 推進核能制氫

全球首座兆瓦級核能制氫示范設(shè)施2 月在九英里峰核電廠正式投入運行，這意味著美在核能制氫商業(yè)化應(yīng)用領(lǐng)域取得突破性進展。這座設(shè)施使用耐歐氫能公司（Nel Hydrogen）制造的質(zhì)子交換膜電解槽（一種低溫電解制氫技術(shù)），功率為1250 千瓦，每天能夠生產(chǎn)560 千克氫，主要用于滿足該電廠運營需求。該項目總投資1450萬美元，其中580萬美元來自能源部。除了九英里峰項目，能源部還為另外兩個核能制氫項目提供資助，即戴維斯-貝瑟低溫電解制氫示范項目和普雷里島核電廠固體氧化物電解槽制氫示范項目。這兩個項目均計劃于2024年啟動氫氣生產(chǎn)。

能源部10 月宣布將撥款70 億美元，在全國范圍內(nèi)建立七個區(qū)域清潔氫中心。其中三個中心擬使用包括核能在內(nèi)的多種制氫技術(shù)。

4 為先進反應(yīng)堆提供燃料

森圖斯能源公司（Centrus Energy）11 月宣布已向能源部交付首批共計20千克高豐度低濃鈾。這是美國近70多年來生產(chǎn)的首批高豐度低濃鈾，意味著美在保障高豐度低濃鈾供應(yīng)以滿足先進反應(yīng)堆研發(fā)和部署需求方面取得重要進展。從2024 年開始，森圖斯將把高豐度低濃鈾產(chǎn)能提高到每年900千克。

能源部11 月發(fā)布征求建議書，宣布將授予一份或多份合同，目標是將高豐度低濃鈾從六氟化鈾形式轉(zhuǎn)換成可供制造先進反應(yīng)堆燃料的氧化物形式或金屬形式。

能源部3 月宣布已成功將鈉冷實驗快堆EBR-II 所有乏燃料從水池轉(zhuǎn)運至干法貯存設(shè)施。部分乏燃料將成為高豐度低濃鈾的來源之一：先對乏燃料進行后處理，提取高濃鈾；然后對高濃鈾進行稀釋，獲得高豐度低濃鈾。

5 加強實驗測試能力建設(shè)

愛達荷國家實驗室（INL）完成對瞬態(tài)反應(yīng)堆實驗設(shè)施（TREAT）的兩項改進，為推進先進反應(yīng)堆相關(guān)技術(shù)研發(fā)提供有力支撐。一是作為美國與日本聯(lián)合研究項目的一部分，已成功研發(fā)用于支持開展快堆燃料瞬態(tài)測試的專用設(shè)備。美日兩國計劃2024 年利用TREAT 測試混合氧化物（MOX）燃料和金屬合金燃料。這將是全球20多年來的首次此類測試。二是利用TREAT完成核燃料失水事故性能測試。這是美國35年來首次開展此類測試，標志著美國恢復(fù)采用實驗手段研究核燃料在嚴重事故工況下性能的能力。為開展此類測試，愛達荷專門研發(fā)并制造被稱為TWIST的容器，用于容納水和燃料樣本，并能夠在實驗過程中快速將水排出，以模擬失水事故工況。

此外，愛達荷已啟動“微堆試驗示范”（DOME）測試床建設(shè)。這是全球首個微堆測試平臺，用于支持新型反應(yīng)堆技術(shù)的設(shè)計和取證。該設(shè)施將由國家反應(yīng)堆創(chuàng)新中心運營，最快將于2026年投運。

6 滿足大學(xué)TRIGA研究堆燃料需求

TRIGA國際公司（TRIGA International）9月向賓夕法尼亞州立大學(xué)交付30個TRIGA研究堆新燃料組件。這是美國大學(xué)近10多年接收的首批TRIGA燃料。

TRIGA 國際是法馬通和美國通用原子能公司（General Atomics）的合資企業(yè)，其位于法國羅芒（Romans）的燃料制造設(shè)施是全球唯一TRIGA燃料制造設(shè)施。為滿足最新的安全法規(guī)要求，該設(shè)施2014 年停運，啟動總投資8000 萬美元的升級改造。能源部為該設(shè)施的升級改造提供了技術(shù)支持和近1600萬美元資助。

TRIGA 研究堆主要用于人員培訓(xùn)、科學(xué)研究和同位素生產(chǎn)，運行熱功率從低于100 千瓦到1.6 萬千瓦，脈沖功率可達2200 萬千瓦。美國目前有18 座TRIGA 研究堆，其中12 座位于大學(xué)。

7 微堆研發(fā)項目取得重要進展

能源部10月宣布，“微型反應(yīng)堆應(yīng)用、研究、驗證與評估”（MARVEL）項目已完成90%的最終設(shè)計工作，可以啟動關(guān)鍵反應(yīng)堆部件和系統(tǒng)的制造。

能源部9 月宣布，“一回路冷卻劑測試臺”（PCAT）已建成投運。這是愛達荷國家實驗室在MARVEL 項目下制造的一個全尺寸、電加熱原型裝置，高3.6 米（12 英尺），重900 千克（2000磅），依靠外部供電加熱，由多件不銹鋼設(shè)備組成，包括4臺斯特林電機。

MARVEL目標是2025年初在愛達荷國家實驗室建成一座以鈉和鉀為冷卻劑，電功率為100千瓦的微堆，測試微堆的各種應(yīng)用（包括發(fā)電、海水淡化、區(qū)域供暖等），幫助制訂微堆監(jiān)管取證程序，評價遠程遙控系統(tǒng)以及開發(fā)自動控制技術(shù)。這將是愛達荷近40多年來建成的首座反應(yīng)堆。

8 推進乏燃料設(shè)施選址

能源部正在使用基于共識的程序開展一座或多座集中式乏燃料中間貯存選址工作，并已向12 個聯(lián)合體提供總計2400 萬美元，用于與相關(guān)社區(qū)就設(shè)施選址開展交流與對話。這12個聯(lián)合體均由大學(xué)、非營利組織和私營企業(yè)組成，通過競爭程序選出，每個聯(lián)合體均獲得200萬美元資助。這是能源部根據(jù)基于共識的程序授予的首批資助。

9 乏燃料和高放廢物鐵路運輸車完成最終測試

能源部9月宣布，阿特拉斯（Atlas）鐵路運輸車已完成最終測試，或?qū)⒂?024 年獲準投入使用。這種12軸運輸車將用于運輸乏燃料和高放廢物以及支持應(yīng)急響應(yīng)人員培訓(xùn)。

10 國際合作

在11 月30 日—12 月13 日召開的第28 次聯(lián)合國氣候變化大會上，美國與20 多個國家聯(lián)合發(fā)布《三倍核能宣言》，呼吁高層政治推動核能發(fā)展，到2050 年將全球核電裝機容量增至2020 年的三倍；美國還與日本、加拿大、法國和英國共同宣布，未來三年將調(diào)動至少42 億美元政府主導(dǎo)和私營投資，用于加強鈾濃縮和轉(zhuǎn)化產(chǎn)能建設(shè)，以建立不受俄羅斯影響的核燃料供應(yīng)鏈。

10月30日—11月1日，首屆美國-非洲核能峰會在加納阿克拉舉行。此次峰會由美國能源部與加納能源部聯(lián)合舉辦，來自非洲、美國、英國、韓國、日本及國際組織的代表參會，討論了非洲核能發(fā)展事宜。美非核能峰會未來將每兩年舉辦一次。

美國9 月宣布，將為加納提供175 萬美元資助，支持加納開展核工業(yè)人才培養(yǎng)工作，包括建設(shè)模塊化小堆控制室模擬器，建立大學(xué)合作伙伴關(guān)系和開展學(xué)術(shù)交流，目標是將加納建成撒哈拉以南非洲地區(qū)的區(qū)域小堆培訓(xùn)中心。