核废料回收是能源创新的关键途径

Tristan Abbey是Comarus Analytics LLC的总裁。他担任美国参议院能源和自然资源委员会和国家安全委员会战略规划委员会的高级政策顾问。

用直面画画很难。让我们从故事的三个主要元素开始。

首先，美国核电站每年产生约2,000公吨的核废料（或“花燃料”）。由于其固有的放射性，它经过精心储存在全国各地的各个地点。

其次，联邦政府负责弄清楚与之有关。事实上，发电厂运营商已支付超过400亿美元的核废物基金，以便政府可以处理它。这个想法是在内华达州丝卡山体现的“深地质储存库”中埋葬它，但这已经证明了政治上不可能。然而，在球队中花了150亿美元。

第三，由于能量部门无法管理这种浪费，它只是积累。根据该机构最近的数据发布，约有80,000公吨的花费燃料 - 数百万块燃料组件，其中包含数百万燃料棒 - 正在等待最终目的地。

这是Twist Ending：那些核电站运营商起诉政府违反合同，并在2013年赢得了。现在，今年美国财政部每年向他们支付数亿美元，作为一系列定居点和判断的一部分。运行总额超过80亿美元。

我意识到这个故事听起来有点疯狂。我真的说美国政府收集了数十亿美元来管理核垃圾，然后花费数十亿美元的可行性研究，只能把它坚持在货架上，现在为此失败支付更多数十亿美元的美元？我是。

幸运的是，所有聚合的废物都占据了相对较小的区域和临时存储。如果没有理由采取行动，政策制定者通常不会。

虽然尝试寻找长期存储将继续，但政策制定者应该朝向将其中一些“废物”回收到可用的燃料中。这实际上是一个古老的想法。仅消耗一小部分核燃料以产生电力。

再循环设施反应器的支持者使用“再加工”花费燃料，从烧伤后从90％的90％提取能量。即使是其评论家也承认，回收的潜在化学，物理和工程在技术上是可行的，而是攻击争议的经济学和感知安全风险。

所谓的生成IV反应堆有各种形状和大小。这些设计已经存在于几年 - 在某些方面，一路返回核能 - 但光 - 水反应堆的黎明为各种政治，经济和战略原因主导了该领域。例如，南方公司在格鲁吉亚建设中的双传统的加压水反应堆，每个都占据了超过1,000兆瓦（或1千瓦），西屋AP 1000设计标准的容量。

相比之下，下一代植物设计是尺寸和容量的一小部分，也可以使用不同的冷却系统：基于俄勒冈的NUSCALE POWER 77兆瓦的小型模块化反应器，基于SAN Diego的总经理的50-Megawatt氦气冷却快速模块化反应器，基于Alameda的Kairos Power的140兆瓦熔融氟化物反应器，等等都具有不同的配置，可以适应不同的业务和政策目标。

许多GEN-IV设计可以明确地回收使用的燃料或配置为这样做。 6月3日，Terapower（由比尔盖茨支持），Ge Hitachi和Wyoming的状态宣布了一项协议，建立了345兆瓦的纳西亚设计，这是一种钠冷却的快速反应堆。

纳里姆在技术上是能够回收燃料的生成。基于加利福尼亚的Oklo已经与爱达荷国家实验室达成协议，以运营其1.5兆瓦“MicroreActor”的二手燃料供应。事实上，基于纽约的Elysium Industries的熔盐反应器设计的自称“优选燃料”是核燃料和阿拉巴马州的植物系列广告其钍反应器设计的废物燃烧能力。

先进的反应堆是否上升或下降不依赖于解决核废物僵局。虽然这种反应堆可能能够消耗燃料，但它们不一定必须。尽管如此，激励废物回收将改善其经济学。

“激励”这是“支付”的代码。政策制定者应该考虑华盛顿可以使能源厂更有利可图的方式来回收燃料，而不是进口到加拿大，哈萨克斯坦，澳大利亚，俄罗斯等国家。

对先进核技术的政治支持，包括回收，比预期更深。 2019年，参议院确认丽塔巴坦博士是能源部核能助理秘书长（DOE）。通过培训的材料科学家，她作为回收的冠军。

新的拜登政府继续大概是对先进核反应堆的支持，在其财政年度的2022财年预算要求中提高了近3.5亿美元的核能办公室的资金。该提案包括对研究和开发反应堆概念（加3200万美元），燃料循环R＆amp; D（加5900万美元）和先进的反应堆示范（加12000万美元）的特定资金增加，以及多功能测试反应堆（45美元）的三倍资金百万到1.45亿美元，一年多）。

5月，DOE的高级研究项目代理 - 能源（ARPA-E）宣布了新的4000万美元计划，以支持在“优化”浪费和处置的研究，包括通过废物回收。重要的是，该公告明确指出，今天缺乏对核垃圾的解决方案“为致命挑战”到了Gen-IV反应堆的未来。

辩论是一个提醒人们，一般回收是一个非常混乱的过程。它是化学 - ，机器和能量密集型。从临界矿物到塑料瓶的各种回收，也产生新的垃圾。今天，联邦和州政府在回收这些其他废物流方面非常积极，他们应该同样参与核废料。