加拿大实验室用真实乏燃料验证熔盐分离工艺,24小时提取近九成钚
加拿大一项针对真实商业反应堆乏燃料的化学实验取得了值得关注的进展。加拿大核实验室在乔克河的屏蔽热室中,使用来自CANDU反应堆的辐照乏燃料,验证了Moltex Energy公司“废物转化为稳定盐”工艺的第一阶段。实验显示,在24小时内,89.4%的钚被转移至熔盐中;到60小时后,这一比例升至94.3%。与此同时,绝大部分铀仍留在盐相之外,说明该工艺在目标元素分离上具备较强选择性。

这项名为WATSS的工艺并不是提纯钚的路线,而是一种群组分离技术。乏燃料中除了大量铀外,还含有裂变产物以及钚、镅等超铀元素,后者正是长期放射性风险的重要来源。WATSS利用高温氯化物熔盐和特定还原金属,将超铀氧化物转化为可溶于盐的形态,而大部分铀氧化物保持固态。在此次实验中,研究人员使用铌作为还原金属,24小时后进入盐中的铀仅为0.05%,60小时后降至0.02%,显示其并未将大量铀一并带入熔盐体系。
这项结果的意义在于,它并非基于计算机模拟或替代材料实验,而是在真实乏燃料条件下完成。核废料处理技术常常面临从实验室模型到实际辐照材料之间的落差,因为真实乏燃料的成分复杂、放射性强,对化学反应控制和工程操作都有更高要求。此次在热室中完成的测试,意味着WATSS至少在早期关键化学环节上跨过了一个更接近实际应用的门槛。
不过,这一进展仍不等于核废料问题已经被解决,也不意味着相关核电装置已经投入运行。Moltex规划中的300兆瓦电功率反应堆仍处于开发阶段,尚需经历更深入的监管审查、工程验证和安全评估。此次实验验证的是从乏燃料中分离部分长寿命超铀元素的化学步骤,而不是证明回收物已经能够发电,也不是证明完整燃料循环已经商业化。
如果后续技术链条能够打通,分离并裂变相当一部分超铀元素,理论上有助于降低核废料中最长期放射性负担,减少需要以地质尺度隔离的风险来源。但这一过程仍会产生其他废物流,不能让核废料完全消失。它更现实的价值,是为乏燃料再利用和长期处置减负提供一种可能路径,而其真正影响还取决于后续反应堆、燃料制造、监管许可和经济性验证能否跟上。
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