アメリカのStandard Nuclearは、テネシー州とアイダホ州にある2つの製造工場の主要な建設を完了し、初期の規制承認を得ました。これらの並行するマイルストーンは、同社が国内のトリウム同位体（TRISO）核燃料生産能力を増強する努力を進めるものです。これは次世代の原子炉向けに設計された先進的な材料です。新設された工場はSN-TNとSN-IDと名付けられ、標準化された構造に依存しており、異なる展開地点間の設計の変化を排除することを目的としています。標準化されたコンポーネントのレイアウト、設備の統合、サプライヤーの仕様を通じて、同社は特定の場所に特化したエンジニアリング改造を行うことなく、完全な生産ラインを複製できます。
このモジュール化されたフレームワークは、革新的な設計のリスクを低減し、能力拡大に必要な資本支出を制限します。
各施設の初期の生産能力は、年間1トン（MTU）のウラン生産量と評価されています。エンジニアがこれら2つの地点の運用を完全に向上させると、同じユニットの総生産量は年間最大5トンに達します。技術チームは、夏に初期システムの起動、冷起動、最終操作許可の作業を行います。建設が進む中、アメリカ合衆国エネルギー省（DOE）も2つの施設の初期安全分析文書を審査し、承認しました。最終的な承認を得た後、処理ラインは危険カテゴリ2の核安全基準の下で運営されます。アイダホ国立研究所からの技術的貢献は、DOEの安全基準を満たすために必要な安全モデルをサポートしました。
Standard NuclearはTRISO核燃料の生産能力を拡大します
Standard Nuclearが製造するTRISO粒子は、従来の金属被覆燃料棒に代わる燃料形式のエンジニアリング構造です。各ミリメートルサイズのTRISO粒子は、高濃縮低ウラン（HALEU）コアで構成され、異なる物理機能を持つ3層の特別な構造に囲まれています。最内層は多孔質の炭素緩衝層で、核分裂生成物からの反跳エネルギーを吸収し、内部空間を提供して気体の核分裂生成物を収集します。この緩衝層を取り囲むのは、内外の2層の熱分解炭素層で、構造的安定性を提供し、気体の移動を防ぎます。
これらの層の間には、炭化ケイ素の層があり、高強度の圧力容器として機能し、1,600°Cを超える極端な内部圧力と温度に耐えることができます。この多層セラミック外殻は、核分裂生成物を粒子内部に直接保持できるため、核規制委員会が定義する「機能的封止」基準に適合しています。
この物理的特性により、高温ガス冷却炉や小型炉が、大型の二次封止構造なしで安全に運転できるようになります。この2つの新しい施設は、テネシー州オークリッジに根ざした既存の生産フットプリントを拡大します。主要なSN-0工場では、Standard Nuclearは現在、年間0.5トンの最大生産能力でTRISO燃料を生産しています。今年1月、この工場はDOE供給計画を通じて配布された最初のHALEU原料を受け取り、Standard Nuclearは規制承認を得てHALEU実体保管を行う最初の商業企業となりました。
製造能力を多様化するために、Standard Nuclearはワシントン州でFramatomeとの合弁企業を通じて独立した生産ラインを構築しています。
この取り組みは、Framatomeが既に持っている核規制委員会の許可を活用し、燃料製造から商業輸送への規制の移行を簡素化することを目指しています。反応炉とは無関係な処理施設を運営することで、Standard Nuclearは異なる商業炉設計、遠隔地の地上施設、防御プラットフォーム、宇宙ベースの放射性同位体電力システムに標準化されたTRISO燃料を提供できるようになります。テネシー州とアイダホ州の施設建設が完了した今、エンジニアリングチームはシステム統合テストを行い、規制手続きを完了し、生産計画を公共事業の納入スケジュールに合わせています。