随着全球对核能需求的增长,各公司正转向激光浓缩技术,以确保燃料供应并开发此前被废弃的资源。这种新兴方法为传统的离心机浓缩技术提供了一种潜在的替代方案,而后者长期以来一直主导着该行业。

传统的浓缩技术依赖离心机根据重量分离铀同位素。相比之下,激光浓缩利用特定同位素独特的原子振动。通过使用精确的激光瞄准并激发含有铀-235的分子,该过程改变了它们的行为,从而实现了更高效的分离。虽然这些系统的具体机制通常是专有的或保密的,但支持者认为,与传统设施相比,该技术可能更节能,且所需的基础设施更少。

对新浓缩方法的推动部分是由不断变化的地缘政治格局所驱动的。从历史上看,俄罗斯在全球铀市场中占据主导地位。然而,在入侵乌克兰之后,西方国家已采取行动限制俄罗斯的进口,造成了供应缺口,而新的国内业务旨在填补这一缺口。麻省理工学院(MIT)首席研究科学家Charles Forsberg指出,当前的环境终于使得西方公司投资新的浓缩基础设施变得可行。

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目前有两家公司在美国引领这些工作。成立于2023年的LIS Technologies正在田纳西州橡树岭(Oak Ridge)寻求一个选址,目标是为反应堆燃料浓缩天然级铀。与此同时,Global Laser Enrichment (GLE) 正在专注于一种不同的策略:再处理遗留的核废料。根据与美国能源部签订的合同,GLE计划处理储存在肯塔基州帕迪尤卡(Paducah)的数千吨材料。通过将这些废料升级到天然级浓度,该公司旨在创造一种可持续的、“地面上”的铀来源。

GLE首席执行官Stephen Long表示,虽然单个激光装置很复杂,但商业规模的工厂所需的装置数量将比同类离心机设施少得多,这可能会降低资本和运营成本。该公司于2025年成功完成了试点演示,目前正在为北卡罗来纳州的商业规模测试做准备。在等待监管部门批准的情况下,GLE希望到2030年开始其帕迪尤卡设施的运营。

尽管该技术前景广阔,但专家们仍持谨慎态度。核创新联盟(Nuclear Innovation Alliance)高级研究员Stephen Greene指出,虽然降低成本的潜力巨大,但这些系统的真正可行性只有在它们建成并大规模运行后才能得到证明。

来源:MIT Technology Review