近日，美國核工業(yè)人士稱，具備更高濃縮比和更高燃耗的新型事故容錯燃料(ATF)可延長壓水堆(PWR)換料周期，鑒于此，核電運營商對事故容錯燃料興趣日漸濃厚，這會在短期內帶動鈾礦需求量的增長。
西屋的ADOPT™事故容錯燃料芯塊
所有核燃料供應商都在測試采用涂層包殼包覆燃料芯塊的新型設計。新型事故容錯燃料可增加操縱員應對嚴重事故工況的時間，并提高反應堆運行業(yè)績。
因有著更高的濃縮度和燃耗，新型事故容錯燃料有可能將許多壓水堆的換料周期從18個月延長到24個月。據兩名業(yè)內人士透露，部分電力公司或在考慮將換料周期延長至36個月，并有至少一家燃料供應商在向潛在客戶建議延長換料周期。
運營商對換料周期延長至24個月興趣濃厚
2023年5月16日，美國核能研究所(NEI)首席核能官道格·特魯(Doug True)在接受采訪時指出，美國核電運營商對將核電廠換料周期延長至24個月興趣濃厚，部分電力公司無需等到更高濃度的反應堆燃料(稱為新型低濃縮鈾，LEU+)上市，就能實現這一目標。
特魯指出，2022年通過的《通脹削減法案》(IRA)是延長核電廠換料周期的動因之一。該法案出臺了稅收優(yōu)惠政策，明確規(guī)定：因延長反應堆運行周期增加的發(fā)電量，將獲得合理的價格補償。IRA提供高達15美元/MWh的補助，以防現有核電廠因電價過低而關閉，特別是在競爭激烈的商用電力市場。
2023年4月19日，弗吉尼亞州道明尼能源公司(Dominion Energy)核燃料采購組經理湯姆·布魯克邁爾(Tom Brookmire)在荷蘭舉行的世界核燃料循環(huán)大會(WNFC)上發(fā)言時稱，道明尼能源公司正在考慮將旗下部分核電機組的換料周期延長至24個月，而康涅狄格州雙機組核電廠米爾斯通(Millstone)或將在未來的十年里成為首座完成這一過渡的核電廠。
但包括米爾斯通核電廠3號機組在內的部分美國核電機組如想要延長換料周期，將需要新型低濃縮鈾燃料，這種燃料的濃縮度要高于目前反應堆燃料常見的5%濃縮度。
布魯克邁爾指出，在向高濃縮鈾燃料和更長換料周期過渡時，由于運行周期延長，堆芯需要的燃料總量增加，因此，每次換料時鈾的需求量可能會暫時性增加30%~50%。到2028年或2029年，對鈾市場的影響可能開始顯現，具體時間將取決于新型燃料的上市時間。
美國光橋公司事故容錯燃料組件
隨著反應堆換料周期逐步延長，每次換料所需的鈾將有所增加，與傳統燃料相比，每次換料所需的鈾增幅接近10%~20%。但每次換料增加的鈾需求量，會因換料頻次減少而抵消，因此，從長遠來看，鈾的總體需求量變化不大。
美國最大核電運營商星座能源公司(Constellation)核燃料供應主管珍妮·托爾托雷利(Jeanne Tortorelli)在世界核燃料循環(huán)大會小組討論時表示，將核電廠換料周期延長至24個月，鈾的使用效率會略低于較短周期，但有一些先進的方法可以減少鈾的需求量。
對此，布魯克邁爾稱，對鈾需求量的預測是基于現有方法，但目前正在研究更先進的方法，以提高燃料的利用率。
對于核電機組向24個月換料周期過渡，核電運營商展現出越來越濃厚的興趣。2022年12月，佛羅里達電力照明公司(Florida Power & Light)告知美國核管會(NRC)，公司計劃提交許可證更新申請，從2025年開始，將土耳其岬(Turkey Point)核電廠兩臺機組的換料周期延長至24個月。
2023年3月10日，PSEG下屬核電公司(Nuclear LLC)總裁兼首席核能官查爾斯·麥克費特斯(Charles McFeaters)在投資商會議上表示，延長換料周期，可增加發(fā)電天數，降低核電廠在整個壽期內的運營成本，公司將抓住這一大好機遇，降低霍普河核電廠的每兆瓦發(fā)電成本。
業(yè)內人士稱需要監(jiān)管指導
2023年5月11日，業(yè)內人士在與NRC召開的會議上表示，NRC有關反應堆換料數量的指南需要更新，以便順利推進有效運用事故容錯燃料。
NEI事故容錯燃料主管艾爾·瓊托什(Al Csontos)在會上表示，急需更新NRC監(jiān)管指南中第1.183條中規(guī)定的有別于核電廠許可基準源項的通用方法。
源項系指核電廠的放射物清單及其在各種事故工況下發(fā)生放射性釋放的可能性。
根據NRC監(jiān)管指南，備選源項可以根據現代分析方法，為核電廠業(yè)主提供大范圍的成本效益提升。
瓊托什表示，NRC監(jiān)管指南1.183現已成為阻礙采用各類事故容錯燃料設計的絆腳石，因此更新“勢在必行”。
NRC此前曾表示，計劃在2023年年中發(fā)布該指南的更新草案，但這一預估時間已推遲。核電行業(yè)要求NRC在2023年9月之前以某種形式發(fā)布最新指南，以避免行業(yè)推遲采用ATF燃料的決策。
2023年5月16日，NRC發(fā)言人斯科特·博內爾(Scott Burnell)稱，因指南修訂問題大多超出了NRC工作人員的控制范圍，包括具有時效性的許可工作，NRC工作人員最近更改了發(fā)布監(jiān)管指南1.183修訂的時間表。根據新的時間表，NRC工作人員需要在2023年9月向反應堆安全保障咨詢委員會(ACRS)匯報進展情況，目標是在會后盡快發(fā)布最終監(jiān)管指南。
博內爾稱，NRC可通過該時間表了解持證單位關于事故容錯燃料許可授權的進展情況。
2023年5月2日，美國公共服務企業(yè)集團(PSEG)董事長兼首席執(zhí)行官拉爾夫·拉羅薩(Ralph LaRossa)在財報電話會議上表示，經NRC批準，該公司計劃投入3000萬美元，對霍普河(Hope Creek)核電廠進行改造，改造后，該電廠的換料周期將從18個月延長至24個月。該電廠通過改造延長換料周期，將不需要使用LEU+，同時電廠運維成本將略有下降，機組發(fā)電量增加，但PSEG尚未披露增加的發(fā)電量。
