為什么是事故容錯燃料?

　　Accident-tolerant Fuel，簡稱ATF，代表著安全性、可靠性和更低的運行成本。西屋計劃在2016至2022年間進行長期的測試和取證，并制造ATF先導測試棒。

　　盡管目前的燃料設計可以在正常電廠工況下良好的運行，但在發(fā)生超設計基準的工況下，現(xiàn)有的燃料設計可能會出現(xiàn)燃料包殼的破損和核裂變產(chǎn)物釋放的情況，如三哩島和福島核事故。

　　西屋電氣公司與其合作伙伴正在開發(fā)顛覆性的ATF技術，這項技術將顯著提升對嚴重事故的承受能力，大大改善核電站的安全性和可靠性，并幫助核電廠業(yè)主降低經(jīng)濟成本。

　　西屋ATF的開發(fā)計劃

　　自2004年以來，西屋一直是ATF技術開發(fā)的行業(yè)領袖。該研發(fā)計劃側重于兩方面：較為先進的包殼和燃料技術。

　　先進的包殼技術

　　在當前鋯合金包殼上添加涂層，可中等程度地改善其在嚴重事故工況下的性能;

　　碳化硅復合材料能夠最大限度地改善包殼耐受溫度(高達2000攝氏度)，燃料循環(huán)成本和耐腐蝕性。

　　先進的燃料技術

　　硅化鈾(U3Si2)能夠增加17%的U235，熱導率提高5倍;

　　防水的U15N能夠增加35%的U235，熱導率提高10倍;

　　燃料循環(huán)成本的改善將有效地提高經(jīng)濟效益。

　　此外，西屋ATF的研發(fā)還得到了美國能源部(DOE)的研發(fā)支持。2004至2010年間，西屋利用內部資金在該領域取得了重大研究成果，并獲得了美國能源部對ATF技術研發(fā)的三次重要專項撥款。

　　關鍵任務

　　評估ATF立項(2010年)——經(jīng)濟、可制造性和性能

　　技術可行性評估(2012年至2015年)

　　生產(chǎn)測試項目(2014年至2016年)

　　在這些任務完成后，西屋與美國能源部將進行長期的先導測試棒的試驗、取證和制造(2016年至2022年)。

　　全球ATF項目的合作伙伴與角色

　　為了完成這些關鍵任務，西屋召集了一支世界級的團隊，包括：

　　愛達荷國家實驗室先進實驗反應堆——輻照和測試

　　阿貢國家實驗室——鋯合金包殼涂層(原子層沉積)

　　陶瓷管狀產(chǎn)品——碳化硅包覆涂層管

　　EWI——鋯合金包殼涂層(熱噴涂)

　　愛克斯龍(EXELON)——業(yè)主單位提供經(jīng)濟和取證支持

　　通用原子公司(General Atomics)——碳化硅/碳化硅復合材料包殼的開發(fā)和制造

　　哈爾登反應堆項目(Halden Reactor Project)(挪威)——輻照和測試

　　愛達荷國家實驗室——高密度燃料(U3Si2)

　　洛斯阿拉莫斯國家實驗室——高密度燃料(防水UN)

　　麻省理工學院——輻照和氧化試驗

　　國家核能實驗室(英國)——高密度燃料制造

　　保羅謝勒研究所(瑞士)——輻照下碳化硅包殼性質

　　南方核運營公司——面向經(jīng)濟和注冊的公用事業(yè)單位

　　德州農(nóng)工大學——高密度燃料(防水UN)

　　威斯康星大學——鋯合金包殼涂層(冷噴涂)

　　西屋電氣公司——ATF設計、工程和取證

　　CARAT

　　CARAT的全稱是Collaboration for Advanced Research on Accident-tolerant Fuel，即關于事故容錯燃料先進研究的合作工作組。

　　來自全球的30家自籌資金的組織成員，包括研究機構、大學、國家實驗室和工業(yè)公司;

　　關注基礎研究;

　　生成技術數(shù)據(jù)，支持ATF設計和技術創(chuàng)新。

　　上述合作伙伴由開發(fā)下一代輕水反應堆燃料的世界級團隊組成。

　　西屋的角色

　　西屋正在與世界級團隊協(xié)作開發(fā)ATF，包括與全球CARAT工作小組合作提供基礎研究;

　　開發(fā)先進的燃料和包殼概念(碳化硅/碳化硅陶瓷基復合材料，帶或不帶碳化硅包覆的鋯涂層，和U3Si2和防水UN);

　　進行先進燃料和包殼的輻照測試。