Clean Core钍基ANEEL燃料完成同行评审工程评估

Clean Core Thorium Energy近日宣布，其ANEEL燃料项目取得新的技术进展。该公司一篇关于ANEEL燃料的综合工程评估论文已发表于《核工程与设计》期刊。此前，该燃料已在美国爱达荷国家实验室先进试验堆中完成多年辐照试验，燃耗超过60吉瓦日/吨铀。

Clean Core表示，辐照试验结果和公开发表的同行评审分析构成两项独立证据，支持ANEEL燃料在现有压重水堆中的部署可行性，适用对象包括CANDU反应堆。该公司称，两类结果均显示，与天然铀燃料相比，ANEEL燃料可实现更高燃耗，并具有更高安全裕度。

已发表的分析显示，ANEEL燃料用于CANDU-6反应堆时，平均燃耗可达44300兆瓦日/吨重金属，约为天然铀燃料的六倍，与先进试验堆中验证的燃耗水平一致。论文还指出，ANEEL燃料可将全堆芯冷却剂空泡反应性降低近20%，有助于改善压重水堆的一项关键安全参数。

加拿大核实验室采用MCNP程序开展的独立计算显示，在使用ANEEL燃料条件下，现有反应堆控制系统和停堆系统仍可保持足够裕度，无需重新设计。分析还表明，ANEEL燃料的燃料温度系数比天然铀燃料低六倍以上;在模拟冷却剂丧失事故条件下，燃料峰值温度更低;在整个模拟辐照过程中，燃料棒结构完整性保持良好。

这项成果是ANEEL燃料近十年研发工作的重要节点。论文作者来自Clean Core Thorium Energy、麻省理工学院、Innovative Nuclear Solutions和Structural Integrity Associates等机构，加拿大核实验室则使用行业标准方法进行了独立验证分析。相关工作建立在爱达荷国家实验室辐照试验，以及加拿大核安全委员会2024年完成第一阶段供应商设计审查的基础上。

Clean Core创始人兼首席执行官Mehul Shah表示，ANEEL燃料已在爱达荷国家实验室的实际反应堆测试中达到燃耗和性能目标，支撑燃料设计的分析也完成了同行评审。该公司反应堆物理负责人Michael Worrall表示，发表论文的目的在于公开ANEEL燃料的技术论证，包括物理原理、安全系数、事故性能和结构分析，供全球研究界审阅。

根据论文内容，ANEEL燃料走向商业部署仍需完成若干工作，包括在更广泛事故场景下开展安全分析、依据钍燃料特定经验数据进行燃料鉴定试验，并继续与监管机构沟通。Clean Core称，相关工作正通过其持续推进的辐照项目开展，其中包括在爱达荷国家实验室材料与燃料综合设施对先进试验堆测试样品进行辐照后检验，以及许可前活动。

ANEEL是Clean Core拥有专利的核燃料技术，由钍和浓缩铀组合而成。该燃料外部几何尺寸与现有压重水堆和CANDU反应堆燃料相同，包括19元件和37元件设计。Clean Core称，这一设计使ANEEL燃料有望在不改造反应堆系统或堆芯设计的情况下接入现有反应堆，并通过提高燃耗和燃料利用率，降低单位发电量对应的乏燃料体积。