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【后处理】美国新型核废物处置罐完成完整性测试

中国能源研究会核能专业委员会 浏览 49 次 | 发布时间:2026-01-20

美国核废物处置企业深度隔离公司(Deep Isolation)发布公告称,一项为期两年的研究项目对其通用罐式处置系统(UCS)开展了模拟地下数千英尺环境条件的测试,结果表明该系统所用材料性能稳定可靠,且具备优异的长期抗腐蚀性。

自1950年代起,深钻孔处置,即向地壳深处钻凿细长垂直孔洞,用于放射性废物地质隔离,一直被视作核废物处置的可行方案。丹麦、瑞典、瑞士、美国等国家均已开展深钻孔处置相关技术概念研发,但尚未进入实际应用阶段。

深度隔离公司的这项专利技术,依托油气钻井行业广泛应用的标准化钻井技术及通用设备。其设计方案为:将核废物封存于抗腐蚀处置罐内(罐体直径通常为9~13英寸,长度14英尺),再将处置罐置于地质结构已稳定数千万至数亿年的岩层钻孔中。钻孔内置钢制套管,起始段为垂直通道,随后逐渐弯曲至近乎水平状态并微微向上倾斜。其中,水平方向的“废物处置段”长度最长可达2英里(约3.2千米),埋藏深度根据地质条件不同,介于地下数千英尺至2英里之间。待核废物处置罐安放就位后,钻孔的垂直通道段以及水平处置段的起始部分将采用岩石、膨润土等材料进行永久封填。

深度隔离公司的UCS是与美国NAC国际公司合作研发。该项目由美国能源部(DOE)下属先进能源研究计划署(ARPA-E)资助,历时三年完成。系统可兼容多种先进堆产生的核废物,包括后处理产生的玻璃固化废物、TRISO乏燃料及熔盐堆产生的卤盐废料。深度隔离公司表示,该系统与现代干式贮存和运输设施兼容,满足钻孔处置与矿井式处置库两种方案的性能与安全要求,能为未来核废物处置提供更高灵活性并降低技术应用的不确定性。

由美国能源部先进能源研究计划署资助的两年期研究项目——深钻孔处置技术渐进研发项目(SAVANT)测试结构显示,UCS和钻孔套管所用材料具备优异的抗腐蚀性能,足以保障放射性废物安全贮存,进一步验证了该技术的设计合理性,推动该公司向全尺寸深钻孔处置示范项目迈进。基于项目核心目标,SAVANT项目团队模拟深钻孔环境下的真实温度、化学及机械应力条件,对材料的抗腐蚀性能进行全面评估。此次测试所获数据集夯实了UCS的科学研发基础,增强了业界对该系统设计寿期的信心。

深度隔离公司总裁兼首席执行官罗德·巴尔策(Rod Baltzer)表示,核工业正面临日益严峻的挑战,预计到2050年,全球核电装机容量将增加逾300GWe,但过去70年间产生的乏燃料至今仍未实现永久处置。该公司认为,深钻孔处置技术终将成为核废物深地质永久处置解决方案,为全球核能发展提供支持。

该项目还包括与美国电科院(EPRI)合作开展的供应链研究及成本估算工作。研究结果表明,通过构建本土制造产业链,实现处置罐、套管材料及施工设备的本土化生产,有望加快该技术的商业化进程,并降低未来处置设施的全寿期成本。

深度隔离公司表示,SAVANT项目的研究成果将助力推动核燃料循环后端技术的现代化升级。随着各国加快先进堆部署步伐,稳定可靠且可预期的核废物处置路径,对于核工业的长期规处置解决方案方面取得又一关键里程碑。划及提升公众信心日益重要。SAVANT项目所产出的实证数据,将为深钻孔处置技术未来的监管审批、商业化推广及技术优化决策提供全新的参考依据。