Centrus завершил поставку 900 кг HALEU в Министерство энергетики США в рамках важной вехи в обогащении ядерного топлива в США
Centrus Energy произвела и поставила 900 килограммов (кг) высокопробного, низкообогащенного урана (HALEU) Министерству энергетики США (DOE), завершив вторую фазу своего новаторского контракта по обогащению с агентством. Эта поставка знаменует собой первое значительное внутреннее производство HALEU — специализированного топлива, необходимого для многих современных реакторов, находящихся в стадии разработки, — и является существенной проверкой возможностей обогащения на основе центрифуг США после десятилетий застоя инвестиций в урановую инфраструктуру.
Эта важная веха, объявленная 25 июня, наступила через 18 месяцев после того, как дочерняя компания Centrus, полностью принадлежащая компании, American Centrifuge Operating LLC (ACO), завершила Фазу 1 трехфазного контракта. В ноябре 2023 года компания поставила свою первую партию HALEU в 20 кг в Министерство энергетики после того, как она запустила свой каскад усовершенствованных центрифуг в эксплуатацию на заводе American Centrifuge Plant в Пайктоне, штат Огайо, — первом принадлежащем США и использующем американские технологии заводе по обогащению урана, который начал производство за 70 лет. Фаза II контракта предусматривала, что Centrus произведет 900 кг HALEU к 30 июня 2025 года.
Компания со штаб-квартирой в Бетесде , штат Мэриленд, теперь приступит к обогащению HALEU в рамках фазы III своего контракта с DOE. Centrus 20 июня 2025 года отметил, что DOE воспользовалось опционом на продление контракта еще на один год, что позволит продлить производство HALEU до 30 июня 2026 года. «Фаза III включает опционы на дополнительное производство до восьми лет после 30 июня 2026 года; эти опционы остаются на усмотрение Департамента и зависят от наличия ассигнований», — отметила компания.
«Достижение этой вехи еще раз демонстрирует способность нашей технологии приносить результаты нашим клиентам и стране», — сказал президент и генеральный директор Centrus Energy Амир Векслер. «Как единственный источник обогащения HALEU в западном мире, наш продукт срочно необходим для питания следующего поколения реакторов. Приступая к следующему этапу нашего контракта на производство HALEU для Министерства энергетики, мы по-прежнему сосредоточены на конечной цели расширения наших мощностей в Огайо, чтобы мы могли удовлетворить весь спектр коммерческих и национальных требований безопасности Америки к HALEU, а также к низкообогащенному урану для существующего парка реакторов».
Многолетние усилия по созданию отечественного потенциала HALEUДостижение завершает многолетние усилия Centrus и DOE по восстановлению внутренних возможностей обогащения урана для следующего поколения ядерных реакторов. DOE при первой администрации Трампа впервые предприняло попытку продемонстрировать внутреннее производство HALEU в 2019 году, первоначально подписав трехлетний контракт на сумму 115 миллионов долларов с разделением затрат с Centrus, который предполагал строительство и эксплуатацию каскада AC100M HALEU из 16 машин на газодиффузионном заводе агентства в Портсмуте в Пайктоне. Хотя DOE несколько раз вносило изменения в контракт, чтобы увеличить общее финансирование контракта до 158,9 миллионов долларов, позднее оно продлило период выполнения до ноября 2022 года. Из-за задержек в цепочке поставок, связанных с COVID, которые препятствовали поставке баллонов для хранения HALEU, DOE в конечном итоге решило перенести операционную часть демонстрации в новый, конкурсно заключенный контракт, который Centrus получил в ноябре 2022 года.
В соответствии с этим контрактом Centrus завершила Фазу I в конце 2023 года, начав работы по обогащению и поставив 20 кг HALEU в ноябре 2024 года. В рамках Фазы II Centrus было поручено произвести дополнительно 900 кг к 30 июня 2025 года. 17 июня Министерство энергетики США внесло поправку в контракт, «чтобы разделить первый трехлетний период продления на один год, а затем на два года», — сообщила Centrus.
Это означает, что «Департамент реализовал первый из этих вариантов, начав Фазу III с дополнительной добычей HALEU до 30 июня 2026 года», — отметила компания. «Остальные варианты в контракте — по усмотрению Департамента и при условии ассигнований — в случае их реализации обеспечат до восьми дополнительных лет производства сверх текущего продления».
На данный момент «производимый по этому контракту HALEU принадлежит Департаменту и может быть использован для продвижения ключевых национальных приоритетов, таких как демонстрация и коммерциализация усовершенствованных реакторов на топливе HALEU», — отметил Centrus. Однако, помимо контракта на эксплуатацию с DOE, Centrus изучает варианты масштабирования объекта в Пайктоне с помощью дополнительных каскадов центрифуг, которые будут полагаться на «достаточное финансирование или контракты на закупку, которые могут быть обеспечены». Компания отметила , что полномасштабный каскад HALEU, состоящий из 120 отдельных центрифуг, общей производительностью около 6000 кг HALEU в год (6 MTU/год), «может быть запущен в эксплуатацию примерно через 42 месяца после получения финансирования. Centrus имеет возможность добавлять дополнительный каскад каждые шесть месяцев после этого».
Хотя Министерство энергетики США не предоставило явного подтверждения, первоначальные 900 кг HALEU с объекта в Пайктоне, скорее всего, дополнят поставки американским разработчикам ядерных технологий в рамках программы доступности HALEU (HAP).
В апреле DOE выдало свой первый раунд ассигнований для HALEU, включая условные обязательства перед TRISO-X, TerraPower, Kairos Power, Radiant Industries и Westinghouse Electric Co для HALEU в рамках HAP. Получатели первого раунда представляют собой победителей Программы демонстрации усовершенствованных реакторов (ARDP) Pathway 1, компании, планирующие продемонстрировать реакторы на испытательном стенде DOME DOE, и избранных участников снижения риска ARDP. «DOE получило запросы HALEU от 15 компаний», — отметило агентство. «Для этого первого раунда DOE определило пять из этих компаний, которые соответствовали критериям приоритетности, причем три из них требовали поставки топлива в 2025 году».
В общей сложности, как указано в Процессе распределения HALEU, завершенном в сентябре 2024 года, DOE намерено предоставить 21 метрическую тонну HALEU к 30 июня 2026 года для поддержки краткосрочных потребностей промышленности. В соответствии с Законом о национальной обороне на 2024 финансовый год Конгресс поручил DOE предоставить 21 метрическую тонну HALEU по установленному графику: 3 метрические тонны к 30 сентября 2024 года; 8 метрических тонн к 31 декабря 2025 года; и 10 метрических тонн к 30 июня 2026 года. DOE, вероятно, будет получать HALEU из избыточных запасов, находящихся под управлением DOE и Национального управления по ядерной безопасности (NNSA), расположенных на нескольких федеральных объектах, включая комплекс национальной безопасности Y-12 в Теннесси, объект Саванна-Ривер в Южной Каролине и Национальную лабораторию Айдахо.
На данный момент DOE оценивает, что внутренний спрос на HALEU может достичь 50 метрических тонн в год к 2035 году, и каждый год требуются дополнительные объемы. Хотя предложение в коммерческих масштабах остается ограниченным, DOE и его национальные лаборатории работают над извлечением небольших количеств HALEU путем разбавления высокообогащенного урана из топлива исследовательских реакторов. На данный момент разрабатываются два процесса: электрохимическая обработка, которая отделяет уран от облученного топлива с помощью электролиза расплавленных солей в Национальной лаборатории Айдахо (нацеленная на поставку до 10 метрических тонн), и процесс гибридной экстракции циркония (ZIRCEX), который использует газофазное растворение с последующей экстракцией растворителем для выделения и разбавления урана.
В тандеме DOE работает над созданием полной внутренней цепочки поставок HALEU от обогащения до деконверсии и изготовления. В октябре 2024 года агентство назвало шесть компаний, которые будут предоставлять услуги по деконверсии для преобразования HALEU из UF ₆ в оксидные или металлические формы, пригодные для использования в современных реакторах. В число выбранных фирм входят Nuclear Fuel Services (BWXT), American Centrifuge Operating (Centrus Energy), Framatome, GE Vernova, Orano и Westinghouse. Несколько дней спустя, 14 октября, DOE заключило контракты на общую сумму до 8 миллионов долларов с четырьмя компаниями по производству ядерного топлива — Centrus, URENCO, Orano Federal Services и General Matter — для укрепления внутренних возможностей обогащения HALEU. Контракты позволят этим фирмам участвовать в торгах на будущие работы по производству и хранению HALEU в форме UF ₆ .
Отдельно в декабре 2024 года Министерство энергетики США выбрало шесть компаний для участия в конкурсе на сумму до 2,7 млрд долларов США по контрактам на поставку низкообогащенного урана (НОУ) и укрепление внутренней цепочки поставок топлива. К ним относятся: American Centrifuge Operating, General Matter, Global Laser Enrichment, Louisiana Energy Services, Laser Isotope Separation Technologies и Orano Federal Services. Закупки стали неотложными после введения запрета США на импорт российского урана в мае 2024 года.
Хотя закон напрямую нацелен на НОУ, он может иметь последствия для HALEU. По данным Centrus, в 2023 году американские коммунальные предприятия закупали 24% своих закупок обогащения из России, а в целом 76% — у иностранных государственных поставщиков. Компания предупредила в недавней презентации для инвесторов , что прекращение поставок из России может привести к глобальному дефициту обогащения в размере 13 миллионов ЕРР в год, что эквивалентно всей годовой потребности в обогащении как в США, так и в Европе. Centrus предполагает, что сбой в сочетании с недавно разблокированной федеральной поддержкой в размере 3,4 миллиарда долларов, включая 700 миллионов долларов специально для HALEU, может позволить ей извлечь выгоду из значительно расширяющегося общего адресуемого рынка, охватывающего национальную безопасность, глобальные коммунальные предприятия и передовые реакторы. Компания прогнозирует, что спрос на HALEU может достичь 2,2 миллиарда долларов в год к 2030 году и 6,2 миллиарда долларов к 2035 году.
— Сонал Патель — старший редактор журнала POWER ( @sonalcpatel , @POWERmagazine ).
powermag
