激光浓缩技术可处理核废料以生产反应堆燃料

一家名为全球激光浓缩公司（GLE）的企业计划利用激光技术，对储存在肯塔基州帕迪尤卡一座已关闭浓缩设施中的铀废料进行再处理。这些废料存放在数千个钢瓶中，含有少量铀，可以回收并转化为核燃料的原料。这种方法可能比传统浓缩方法更高效。

该项目影响核燃料供应链，尤其是在美国和中国等国家寻求建造新反应堆（包括先进设计）的背景下。核电目前供应全球约9%的电力，更便宜的燃料生产有助于保持反应堆项目按计划推进。废料中含有铀-235浓度至少为0.25%的铀，GLE的目标是将其浓缩至约0.7%，与天然开采铀的浓度相当。

GLE已与美国能源部签订合同，再处理多达20万公吨的这种材料。该公司的激光浓缩技术属于机密，但其原理是利用激光选择性激发铀-235分子，使其更容易分离。与通过旋转材料分离同位素的离心机不同，激光浓缩使用精确波长瞄准特定同位素。GLE首席执行官斯蒂芬·朗表示，一个满负荷运行的工厂只需要不到一千个激光单元，而同等产量的离心机则需要数千台。

随着激光变得更加稳定可靠，人们对激光浓缩的兴趣日益增长。一个关键驱动因素是俄罗斯入侵乌克兰后的地缘政治变化。俄罗斯历史上主导了铀浓缩市场，但西方国家已采取措施限制俄罗斯进口，这为新技术创造了机会。麻省理工学院核科学研究员查尔斯·福斯伯格指出，在俄罗斯供应充足时，西方没有人建造新的浓缩厂，但乌克兰战争改变了这一局面。

另一家公司LIS Technologies成立于2023年，也在推进激光浓缩技术。该公司已在田纳西州橡树岭购买了一块200英亩的土地，并正在与美国核管理委员会进行预申请谈判。LIS计划将天然铀浓缩至约5%的铀-235，用于常规反应堆，未来计划为先进反应堆生产更高浓度的铀。与此同时，GLE首先专注于再处理废料，然后再转向新鲜原料。

GLE的下一步包括扩大技术规模并完成再处理合同。该公司的做法可以减少对开采铀的依赖，并提供国内燃料来源。随着对浓缩铀的需求增长和俄罗斯供应减少，激光浓缩可能在核燃料市场中发挥更大作用。