美国能源部为民用反应堆提供武器级铀燃料这违背了核不扩散条约

  由美国能源部和两个行业合作伙伴分担成本的研究反应堆将是将高浓缩铀用于新的美国国内民用目的的少见案例。

  与美国长期以来宣称的核不扩散做法相反，美国能源部计划用武器级高浓缩铀为一个新的民用反应堆提供燃料。

  根据3月份公布的一份环境评估草案，爱达荷州国家实验室拟议的为期六个月、200千瓦的热熔融氯化物反应堆实验（MCRE）将使用600公斤以上的高浓缩铀。该文件阐述了该项目对环境的潜在影响，该项目将使用TerraPower和Southern Company在场外建筑的组件。但它没考虑将高浓缩铀用于非国防目的的扩散影响。

  忧思科学家联盟核能安全主管Edwin Lyman表示：“美国政府目前将建筑自己的高浓缩铀燃料研究反应堆，这是对美国几十年来在海外和国内带头开展的防扩散努力的一记耳光。这让人感到困惑和不安。”

  MCRE计划作为TerraPower和Southern Company提议的熔融氯化物快反应堆开发的一个步骤，该反应堆将为化学和石油精炼等难以脱碳的行业提供电力和工艺热量。美国能源部通过2021年的一项旨在开发安全且负担得起的先进反应堆技术的奖励，提供了1.13亿美元MCRE项目成本中的9000万美元。这一些企业在TerraPower位于华盛顿州埃弗雷特的实验室建筑了一个测试设施，以帮助推进这项技术。

  这些公司的项目与 TerraPower 和 PacificCorp 的落基山电力部门提议在怀俄明州一座马上退役的燃煤电厂附近建筑的熔盐反应堆是分开的。美国能源部已承诺向该项目（称为Natrium）提供20亿美元。熔融氯化物反应堆和钠都将使用高含量、低浓缩铀燃料运行，该燃料在235U中最多浓缩19.75%。这刚好低于划定的20% 235U阈值高浓缩铀，这是公认的扩散问题。大多数商业反应堆，包括所有美国动力反应堆，都使用浓缩至4%左右的铀作为燃料。

  拟议的MCRE将使用浓缩到90%以上的武器级高浓缩铀。高浓缩铀将被混合到熔融盐中，熔融盐既提供燃料又冷却反应堆堆芯。与轻水反应堆不同，轻水反应堆使用水来减缓或缓和中子以增加裂变，MCRE将使用未缓和或快速中子。高能中子将使反应堆比目前的反应堆燃烧更多的铀燃料，以及许多长寿命的超铀元素，如镅、钚、锔和镎，这些元素最终会被商业核废料所消耗。

  在一份书面声明中，美国能源部核能办公室没有直接解决MCRE与美国防扩散政策的不一致问题。该公司表示，高浓缩铀有必要缩小反应堆尺寸，同时确保热工水力学和中子学等关键现象与商业设计相似。美国能源部表示，如果MCRE使用低浓缩铀燃料，反应堆堆芯需要大约三倍大，需要40倍体积的燃料盐。这将大幅度提升建筑成本、产生的放射性废物的类型和数量，以及需要储存直到重复使用的辐照燃料盐的体积。但由于高浓缩铀在未来的熔融氯化物快堆中的使用是不可能的，以低浓缩铀为燃料的MCRE的测试可能更直接地适用于未来的反应堆。

  用于MCRE的高浓缩铀储备在爱达荷州实验室的零功率物理反应堆设施中，并且不会被移出实验室边界。美国能源部将保留高浓缩铀的所有权，并且不会将其用于任何其他反应堆。该部门注意到MCRE估计六个月的运行寿命与大多数研究反应堆的寿命不同，后者旨在进行数十年的科学研究。

  TerraPower在一份声明中表示，MCRE包括燃料的使用和处理，将根据爱达荷国家实验室和能源部的要求取得授权和运营。“从大约2015年前开始，TerraPower就将减少武器风险作为一项根本原则，”该公司表示。TerraPower由现任董事会主席比尔盖茨共同创立。

  得克萨斯大学奥斯汀分校核扩散预防项目和谐员Alan Kuperman承认，低浓缩铀燃料反应堆更大、更昂贵，产生的核废料更多。但他表示，美国一直向其他几个国家坚称，幸免高浓缩铀的防扩散好处超过了额外成本。“美国会为一个想要辐照600公斤高浓缩铀六个月的外国破例吗？

  Lyman指出，在从储备中转移和转换材料的过程中，内部人员有可能转移高浓缩铀。根据自然资源保护委员会专家1995年的分析估量，为MCRE提议的648公斤93%浓缩铀理论上可用来制造100多个核爆炸装置。

  自1970年代以来，美国没有建筑任何民用反应堆来使用高浓缩铀。核治理委员会于1986年下令转换所有获得许可的高浓缩铀燃料研究反应堆，尽管其中一些仍在使用高浓缩材料运行，等待转换为低浓缩燃料。1995年，美国能源部取消了在橡树岭国家实验室建筑研究反应堆高级中子源的计划，部分原因是反对拟议的高浓缩铀燃料。

  Kuperman在他提交的关于环境评估的公开评论中表示，近几十年来，美国只同意高浓缩铀为一个新的非国防反应堆提供燃料一次：2017年，美国国家航空航天局对一个以30公斤武器级铀为燃料的微型反应堆进行了长达数小时的测试。三年后，白宫公布了一份总统备忘录，几乎禁止未来太空反应堆使用高浓缩铀。

  美国还拒绝为德国的FRM-II研究反应堆提供高浓缩铀，该反应堆是在1978年美国开始将外国研究反应堆转化为低浓缩铀并收回其源自美国的高浓缩铀乏燃料后设计的。FRM-II于2005年开业，最初是利用一个已停产的德国先进反应堆项目中剩余的美国原产高浓缩铀获得的。4月，巴伐利亚州科学和艺术部批准了一项计划，到2030年将FRM-II转换为低浓缩铀燃料。阿贡国家实验室合作开发了反应堆的低浓缩燃料。

  2021年12月，美国能源部宣布已批准美国最后一批高浓缩铀运往欧洲反应堆，用来生产具备极其重大医学意义的同位素钼99。在此之前，美国能源部提供了多年的援助，将这些生产反应堆转化为低浓铀。

  Kuperman呼吁美国能源部准备一份更全面的MCRE审查，称为环境影响报告 (EIS)。这种分析将考虑替代行动，例如使用低浓缩铀代替高浓缩铀。Kuperman说，EIS应该包括防扩散影响评估，美国能源部已经在至少六个以前的项目中执行过这样的一个过程。他还希望EIS能够验证美国能源部的断言，即以低浓缩铀为燃料的MCRE需要40倍的燃料盐。

  美国能源部环境评估的评论期于4月14日结束。该机构计划在今年夏天完成评估。如果它认为MCRE不会对环境产生重大影响，那么该项目将接着来进行。