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为什么是事故容错燃料?
Accident-tolerant Fuel,简称ATF,代表着安全性、可靠性和更低的运行成本。西屋计划在2016至2022年间进行长期的测试和取证,并制造ATF先导测试棒。
尽管目前的燃料设计可以在正常电厂工况下良好的运行,但在发生超设计基准的工况下,现有的燃料设计可能会出现燃料包壳的破损和核裂变产物释放的情况,如三哩岛和福岛核事故。
西屋电气公司与其合作伙伴正在开发颠覆性的ATF技术,这项技术将显著提升对严重事故的承受能力,大大改善核电站的安全性和可靠性,并帮助核电厂业主降低经济成本。
西屋ATF的开发计划
自2004年以来,西屋一直是ATF技术开发的行业领袖。该研发计划侧重于两方面:较为先进的包壳和燃料技术。
先进的包壳技术
在当前锆合金包壳上添加涂层,可中等程度地改善其在严重事故工况下的性能;
碳化硅复合材料能够最大限度地改善包壳耐受温度(高达2000摄氏度),燃料循环成本和耐腐蚀性。
先进的燃料技术
硅化铀(U3Si2)能够增加17%的U235,热导率提高5倍;
防水的U15N能够增加35%的U235,热导率提高10倍;
燃料循环成本的改善将有效地提高经济效益。
此外,西屋ATF的研发还得到了美国能源部(DOE)的研发支持。2004至2010年间,西屋利用内部资金在该领域取得了重大研究成果,并获得了美国能源部对ATF技术研发的三次重要专项拨款。
关键任务
评估ATF立项(2010年)——经济、可制造性和性能
技术可行性评估(2012年至2015年)
生产测试项目(2014年至2016年)
在这些任务完成后,西屋与美国能源部将进行长期的先导测试棒的试验、取证和制造(2016年至2022年)。
全球ATF项目的合作伙伴与角色
为了完成这些关键任务,西屋召集了一支世界级的团队,包括:
爱达荷国家实验室先进实验反应堆——辐照和测试
阿贡国家实验室——锆合金包壳涂层(原子层沉积)
陶瓷管状产品——碳化硅包覆涂层管
EWI——锆合金包壳涂层(热喷涂)
爱克斯龙(EXELON)——业主单位提供经济和取证支持
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