近日，一项名为“EU-CONVERSION”的欧洲新研究项目正式启动，该项目旨在通过测试候选低浓缩铀裂变材料，加速高性能研究反应堆的转换进程。
FRM II 的反应堆池(图片：Wenzel Schuermann / TUM)
EU-CONVERSION项目以之前的三个项目——EU-QUALIFY、LEU-FOREvER和HERACLES-CP为基础，目前正在考虑对德国的FRM-II研究反应堆和法国拟建的材料测试反应堆Jules Horowitz(JHR)进行改造。其中，FRM-II反应堆目前使用浓缩度超过95%的铀235燃料来产生高密度中子通量，而这种高浓缩铀(HEU)被视为存在核扩散风险。为此，慕尼黑工业大学已与德国政府和巴伐利亚州(该反应堆的资助方)达成协议，在有合适燃料可用时，将努力将其转换为浓缩度较低的燃料。这也是该反应堆运行许可证的条件之一，该许可证于2003年颁发。而JHR反应堆则预计在2030年代首次达到临界状态。
EU-CONVERSION项目耗资1280万欧元(约合1330万美元)，参与者包括慕尼黑工业大学(德国)、法马通公司(法国)、劳厄-朗之万研究所(法国)、比利时核研究中心(SCK-CEN)、法国原子能委员会(CEA)、格勒诺布尔阿尔卑斯大学(法国)、Centrum Vyzkumu Rez(捷克共和国)、Statni Ustav Radiacni Ochrany(捷克共和国)和Technicatome(法国)等多家机构。
在项目中，正在考虑两种候选裂变材料：一种基于铀钼(U-Mo)，另一种基于铀硅化物(U2Si3)。SCK-CEN的BR2研究反应堆将用于将这两种候选材料暴露于极端辐照条件下进行测试。这些材料将在BR2研究反应堆的核心中度过大约两到三个周期(约55-75天)。示范测试的准备工作将于今年开始，辐照测试将于2027-2028年进行，辐照后的测试分析将持续到2030年。
SCK-CEN项目经理Jared Wight表示：“之前对候选材料的辐射测试限制在470瓦/平方厘米的热通量，这使我们能够在正常的运行条件下测试它们。在这个欧盟项目中，我们更进一步，将热通量增加到500瓦/平方厘米以上。我们将超越正常的运行极限，以评估裂变材料在FRM-II和JHR所要求的极端条件下的表现。这对于确保反应堆的安全性和可靠性至关重要。”
他进一步补充道：“核工业正在全球范围内努力减少使用高浓缩铀作为裂变材料，以防止这种材料的潜在扩散。大部分反应堆已经完成改造。现在到了最后几个反应堆的改造时间，包括这两座反应堆(FRM-II和JHR)。然而，由于它们有特定的技术规格，这是一个艰巨的挑战。但我们打算借助BR2研究反应堆克服这一挑战。”
对此，巴伐利亚州科学部长马库斯·布鲁姆也表示：“科研实力和对技术开放的态度，不带意识形态偏见，是美好安全未来的先决条件。我们希望未来德国最强大的研究反应堆能够使用创新的低浓缩燃料，并保持与以前相同的科学性能。”
