美国在核废料再处理方面取得进展，相关技术正在加速发展，以减少核废料对环境的影响并提高资源利用率。

文章主要内容总结：

标题：美国核废料再处理技术获得新动力

主要内容： 1. 背景与现状： - 美国目前有9万吨放射性核废料，长期以来被视为负担，但研究人员逐渐将其视为资源。 - 新的核废料转化技术、特朗普政府的核燃料循环指令以及拜登政府提供的4000万美元研究资金，共同推动核废料再处理技术的商业化。

2. 政策支持：

   • 2025年5月23日，特朗普发布行政命令，要求美国能源部（DOE）制定核废料国内再处理的建议，并寻找与私营部门合作的机会。
   • 拜登政府通过ARPA-E的NEWTON项目，向11个研究团队提供了4000万美元资金，用于开发核废料嬗变技术，目标是到2050年代实现美国核燃料库存的再处理经济可行性。

3. 核废料再处理技术：

   • 核燃料循环的闭合涉及从核废料中分离铀和钚（占核废料的95%以上），并将其回收为反应堆燃料。
   • 剩余的5%核废料由长寿命放射性材料组成，传统上需要数万年才能衰变。ARPA-E和多家公司正在尝试通过嬗变技术将这部分废料的寿命缩短至数十年或数百年。

4. 企业参与：

   • 法国核燃料循环公司Orano与美国公司Shine合作，计划从核废料中提取有价值的同位素，并通过中子嬗变技术将剩余废料转化为短寿命同位素。
   • Shine的技术利用中子束照射核废料中的长寿命同位素，将其分解为短寿命同位素，最终将废料减少至不到原废料的1%。

5. 中子与核燃料循环创新：

   • ARPA-E还在投资中子的生成技术，例如橡树岭国家实验室和阿贡国家实验室正在开发用于生成中子的粒子加速器。
   • 耶鲁大学的分支机构Omega-P R&D正在开发一种紧凑型粒子加速器，能够以更低的成本生成中子。

6. 全球核废料再处理趋势：

   • 美国在20世纪40年代开发了从核废料中分离铀和钚的技术，但冷战期间核废料再处理停滞，直到里根政府时期才重新开放，但由于成本过高，未能实现商业化。
   • 目前，全球只有少数国家具备核燃料再处理能力，包括法国、俄罗斯、中国、日本和英国。这些国家的再处理设施主要处理商业和国防相关的核废料。

7. 未来展望：

   • 特朗普的行政命令要求DOE在8个月内提交核废料再处理的政策建议，并考虑建设政府所有、私营运营的核燃料再处理设施。
   • 全球范围内，核废料再处理技术的发展仍在进行中，尤其是法国、日本和俄罗斯正在尝试从废料中回收其他同位素，但这些努力尚未实现大规模商业化。

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Orano在法国拉阿格的核废料再处理设施。

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  Orano生产混合氧化物（MOX）燃料，将钚与贫铀重新混合。

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  Orano工人观察起重机将核废料容器放入池中。

总结：美国在核废料再处理技术方面取得了显著进展，政府支持和私营企业的参与推动了这一领域的发展。通过嬗变技术，核废料的寿命有望大幅缩短，从而减少其对环境的长期影响。全球范围内，核废料再处理技术仍在不断进步，未来可能会带来更多的商业化应用。

1. 核废料回收的经济性

   • 观点：从核废料中回收钚制成混合氧化物（MOX）燃料在经济上并不具有吸引力。
   • 论据：天然铀价格不高，且从废料中分离钚并不能显著减少废物处理成本。美国曾因成本和时间问题取消了MOX工厂的建设。
   • 引用：
     • "Recycling plutonium from spent power reactor fuel into mixed-oxide (MOX) nuclear fuel has been economically unattractive everywhere it has been implemented."
     • "The US canceled a new MOX plant just 7 years ago due to cost and schedule problems."

2. 核废料处理的其他技术

   • 观点：激光浓缩技术和钍基反应堆可能是更有前景的解决方案。
   • 论据：激光浓缩技术可以将贫铀重新浓缩至天然铀水平，而钍基反应堆（如液态氟化钍反应堆）通过钍-232增殖和钚燃烧有效处理核废料。
   • 引用：
     • "The most interesting 'recycling' effort right now is the laser enrichment process of Silex/Global Laser Enrichment."
     • "This is a solved problem in a fuel cycle combining Thorium-232 (Th-232) breeding and Plutonium (Pu) incineration."

3. 核能的未来与太阳能对比

   • 观点：核能目前缺乏技术突破，而太阳能和储能技术的成本正在迅速下降，更具吸引力。
   • 论据：核能技术成熟，成本高昂，而太阳能和储能技术的成本大幅降低，应用广泛。
   • 引用：
     • "If somebody is excited about deploying solar plus storage, that makes a ton of sense because prices are tumbling."
     • "Nuclear is the opposite. It's always overpromised and under delivered."

4. 核废料处理的复杂性

   • 观点：核废料处理涉及转化和再处理两种不同技术，容易混淆。
   • 论据：转化是将长寿命同位素转化为短寿命同位素，而再处理则是从废料中回收可用燃料。
   • 引用：
     • "I'm confused the article sometimes talks sometimes about transmutation, and sometimes about reprocessing."

5. 核废料储存的未来可能性

   • 观点：未来可能将核废料储存在月球轨道等太空环境中。
   • 论据：随着技术进步，这种储存方式在未来十年内可能成为现实。
   • 引用：
     • "It’s ok to store this stuff until the triggered tech is available. Even if it’s done in orbit around the moon."