摘要:美国已成功进行了一项大规模的激光浓缩铀试验,或将彻底改写全球核能格局,甚至可能把堆积如山的核废料点石成金!
美国已成功进行了一项大规模的激光浓缩铀试验,或将彻底改写全球核能格局,甚至可能把堆积如山的核废料点石成金!
这项由美国“全球激光浓缩公司”(GLE)主导的重大测试,已成功完成了一个关键里程碑,正式验证了第三代铀浓缩技术的商业潜力。这意味着美国可能即将掌握一种前所未有的、高效的核燃料生产“独门绝技”。其战略目标直指——摆脱对外国核燃料的依赖,实现本土核能的“绝对安全”。
一、给铀-235“量子点名”
你可能会问,核燃料而已,有什么大惊小怪的?
这你可能就不懂了。核电站的“口粮”叫铀,但它非常挑食。天然铀矿石里,99.3%都是它不爱吃的——铀-238,而它真正赖以发光发热的“灵魂伴侣”——铀-235,只占可怜的0.7%。
要把这0.7%的精英浓度提高到5%以上,才能喂饱反应堆。这个过程,就叫“铀浓缩”。
过去是怎么做的呢?
第一代叫“气体扩散法”,简单说就是让铀气体通过成千上万个微孔膜,跑得快的(铀-235)先过去。这方法笨重、效率奇低,而且耗电量堪比一个中型城市,基本被淘汰了。
第二代,也就是现在的主流,叫“气体离心法”。就像个超级甩干机,以超高音速把铀气体甩起来,重的(铀-238)被甩到外面,轻的(铀-235)留在中间。
这些方法,说白了都是大力出奇迹,靠的是蛮力。
但美国这次玩的,完全是另一个维度的东西——SILEX(激光激发同位素分离)技术。
它的原理说起来近乎诡异:
你可以思想实验一下,一大群铀-235和铀-238手拉手混在一起(以六氟化铀气体的形式)。这时,一道“调过频”的激光精准地射过来。
奇迹发生了!这束激光就像一把“认亲”的钥匙,它只对铀-235“感冒”,会精准地激发它,而对旁边占绝对多数的铀-238“视而不见”。
这是因为铀-238比铀-235多了三个中子,振动频率会略有差异,特定频率的激光可以调来和铀-235一样,从而产生共振将它区分出来。
这哪是工业分离,这简直就是“量子点名”!
一旦被“点名”,铀-235的化学性质就发生了瞬时改变,变得极其“活跃”,然后轻轻松松就能被分离收集。整个过程,效率据说比用“甩干机”高出几个数量级。
还记得今年伊朗“甩干机”被以色列轰炸吗?你说都提高几个数量级了,昂贵又买不到的“甩干机”岂不就只能下课了?
二、葫芦里卖的什么药?
技术是酷,但问题是,美国人为什么突然要花这么大价钱(已投入超5.5亿美元)和精力搞这个?难道“甩干机”不好用吗?
好用。但问题是,供应链不在自己手里。
GLE的CEO斯蒂芬·朗(Stephen Long)说得非常直白:美国20%的电力来自核能,但他们受够了“对脆弱的、外国政府所有的铀燃料供应链的危险依赖”。
翻译一下就是:“我们要自己造口粮,不再看别人脸色。”
目前这项大规模试验已生产了数百磅低浓缩铀(LEU),并将持续到12月底。
但你以为故事到这里就结束了?不,这只是第一层。
三、真正的杀招:点亮核废料
如果说,制造新燃料只是为了“不再看人脸色”,那么GLE的下一步棋,才真正暴露了他们的“野心”。
你还记得那些被“甩干机”甩剩下的“废料”吗?它们叫“贫铀尾料”,里面依然含有极低浓度的铀-235。在过去几十年里,美国能源部(DOE)攒下了超过20万吨这种“烫手山芋”,处理起来极其麻烦。
但在SILEX的火眼金睛看来,这哪是废料,这简直是沉睡的宝藏!
GLE的下一步计划,就是在肯塔基州的帕迪尤卡(Paducah)建设一个巨型的帕迪尤卡激光浓缩设施(PLEF)。
它唯一的任务,就是把美国能源部那20万吨的“贫铀尾料”重新过一遍,用激光把里面残存的铀-235“榨”干净,重新制成核燃料。
别人眼里的垃圾,在他们眼里是金矿。这波操作,才是真正的点石成金,内循环了属于是。
这就是为什么有媒体将其与“无限核能”(Endless nuclear power)联系起来——如果能高效地从“废料”中榨取能量,核能的利用效率和持续性将发生质的飞跃。
目前,这项技术已经完成了“技术成熟度6级”(TRL-6)的关键测试,证明了其在模拟商业环境下的可行性。一旦获得美国核管理委员会(NRC)的最终许可,这场由激光主导的核能游戏,可能才算真正的开始。
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来源:徐德文科学频道
