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为数据中心提供的高浓缩铀让美国能源部兴奋不已

美国能源部已为一个旨在扩大下一代核反应堆燃料国内供应的计划选择了一家新参与者。然而,我们不应期望这意味着美国不断增长的数据中心机队将很快由低碳核能供电。总部位于犹他州的 Nusano 公司周一宣布,能源部已选择该公司参加其核能发射台计划,该计划旨在帮助公司将其核能概念商业化。在此案例中,Nusano 公司正在开发一种新的高丰度低浓缩铀(HALEU)燃料生产方法,这是大多数下一代核反应堆(如小型模块化反应堆(SMR)和熔盐反应堆)所必需的。HALEU 被定义为铀,其浓缩度在 5% 至 20% 的 U-235 重量百分比之间,U-235 是核反应堆用于发电的主要裂变同位素。

传统核反应堆使用五成以下的低浓缩铀。目前正在开发中的更小型、更高效的反应堆设计需要更高浓缩度的铀。美国有几座先进反应堆示范项目已达到零功率临界,但尚无一座投入商业运营。多年来,美国一直没有稳定可靠的商业规模高丰度低浓缩铀(HALEU)供应,俄罗斯历来是主要的商业供应商,中国也拥有HALEU浓缩能力。截至2026年,美国只有一家公司积极生产HALEU,但不是Nusano公司。美国能源部已与多家公司签署协议以生产更多HALEU及相关燃料产品,但这些公司仍在建设其设施,产量仍然微乎其微。

自2019年与政府签署合同以来,美国唯一一家生产高丰度低浓缩铀(HALEU)的公司Centrus的产量不到两公吨。竞争加剧,Nusano公司预计其HALEU浓缩设计将远远超越Centrus微薄的燃料产量。尽管如此,该公司的设计尚未真正实现。当被问及是否已建成功能性的HALEU浓缩示范装置时,Nusano未予回答,并表示原型开发仍在进行中。Nusano的传播主管Scott Larrivee在电子邮件中告诉《The》,“Nusano预计每台装置每年将生产5.9公吨(MT)的HALEU,第一台装置计划于2031年投入运营。”

“Nusano的Launch Pad应用包含了一个成熟、实用的计划,旨在从概念验证过渡到商业化实施。”至于具体会是什么样子,Nusano描述了一种与其他HALEU生产形式完全不同的方法。其他HALEU精炼商使用气体离心机生产HALEU,通过高速旋转六氟化铀气体来提高U-235的浓度,而Nusano的方法则完全摒弃了气体。“这种方法复杂、昂贵,且具有潜在危险,”Larrivee解释道。“如果释放,六氟化铀会与空气中的水分或人体组织反应,形成剧毒、腐蚀性的氟化氢和氟化铀酰。”Larrivee说,这些气体可能导致化学灼伤以及肺部和肾脏损伤等致命伤害。Nusano提出了一种方法,该方法使用在浓缩之前已转化为金属的铀原料。

随后,使用未指明的“专有分离技术”来富集金属并分离出铀-235。Nusano 设计的 HALEU 产品是金属。“Nusano 工艺是金属进,金属出。无需转化。全程不涉及氟气化学,”Larrivee 补充道。Nusano 目前的设计每个 HALEU 单元仅需 1,200 平方英尺,该公司预计其生产成本将低于气体离心浓缩的成本。话虽如此,要满足预期的美国需求,仍需要大量的 Nusano 单元。根据美国能源部的数据,到 2035 年,HALEU 的需求量可能达到每年 50 公吨,而 Nusano 预计要到 2031 年才能投入运行第一个年产 5.9 公吨的单元。此外,尚不清楚当 Nusano 的 HALEU 单元投入运行时,其目前的承诺是否仍将保持不变。

该公司表示,在2025年6月,他们取得了一项突破,一项高浓铀(HALEU)装置每年可生产50公吨,并有望在2029年前将产量扩大到每年350公吨。今天在公司网站上搜索该公告,已不见踪影。我们只能通过检索存档副本才得以看到。Larrivee表示,该公告已过时,是在公司前任领导层下制定的,而最新发布中的数字反映了当前的发展计划。一些数据中心运营商承诺,一旦技术可用,将采用小型模块化反应堆(SMRs)和其他下一代核能技术。随着HALEU产量仍然很低,且商业规模生产仍需数年时间,这些承诺何时能够实现尚不清楚。

与此同时,特朗普政府的环境保护署刚刚废除了拜登时期针对煤电和燃气发电厂的排放法规,称此举可能使美国煤炭发电量增加到目前的十倍以上。换言之,下一代核能一如既往地仍是遥不可及的愿景,而加密货币矿场却在加大化石燃料涡轮机的运转,并且现在对环境影响更加漠不关心。®