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提及核電站的安全性，公眾腦海中浮現(xiàn)的畫面往往與福島核事故緊密相連。那場災(zāi)難帶來的深遠影響越沉重，今天在技術(shù)革新上的每一步進展就越顯珍貴。

2025年春季，美國核能領(lǐng)域悄然迎來一項里程碑事件：一個裝載新型燃料的組件，在馬里蘭州卡爾弗特克利夫斯核電站2號機組順利完成第二個24個月運行階段，并正式邁入第三個周期。

這一進展標志著名為“耐事故燃料”的前沿科技正逐步脫離實驗環(huán)境，邁向真實電站的常態(tài)化使用。這是自上世紀七十年代以來，核燃料體系最深刻的一次技術(shù)躍遷。

該組件最早于2021年置入反應(yīng)堆核心區(qū)域，在首輪回合結(jié)束后接受全面檢測并重新安裝，自2023年起進入第二輪服役期。

整個測試流程宛如一場精密編排的長期試驗，法馬通與星座能源的技術(shù)團隊在每個關(guān)鍵節(jié)點都實施了細致入微的數(shù)據(jù)采集和結(jié)構(gòu)評估。按既定規(guī)劃，該組件預(yù)計將在2027年春季結(jié)束第三段24個月周期后，被送往美國能源部下屬國家實驗室開展輻照后分析。

從福島災(zāi)難學(xué)到的核心一課

為何要投入大量資源研發(fā)新一代燃料？根源在于2011年的福島事件。真正引發(fā)連鎖崩潰的并非地震本身，而是冷卻功能喪失后，傳統(tǒng)鋯基包殼材料在高溫蒸汽中發(fā)生劇烈氧化反應(yīng)，迅速釋放出大量氫氣并積聚熱量，最終釀成爆炸性后果。

這一過程演化速度極快，留給操作人員的決策窗口極為狹窄，幾乎無法及時干預(yù)。

耐事故燃料的設(shè)計邏輯極為清晰：延長反應(yīng)堆在失冷狀態(tài)下的容忍時間。相較于舊有設(shè)計，這種新型燃料能在極端工況下維持更久的完整性，為技術(shù)人員爭取寶貴的處置時機。

具體而言，該組件集成了176根采用鉻涂層處理的燃料棒以及經(jīng)過鉻元素強化的二氧化鈾芯塊。鉻層可在高溫環(huán)境下形成穩(wěn)定致密的氧化物屏障，有效阻隔水蒸氣與內(nèi)部鋯金屬接觸，顯著抑制氫氣生成速率及放熱強度。

這就相當于為核燃料披上了一件高效隔熱、抗燃耐蝕的“防護外衣”。即便遭遇嚴重故障，這件“外衣”也能延緩失效進程，使工程師擁有更多時間啟動應(yīng)急預(yù)案，防止局勢失控。

安全性提升之外，這項技術(shù)同樣帶來運行層面的優(yōu)勢。鉻涂層具備更強的抗腐蝕能力，有助于降低燃料破損率，減少非計劃停機次數(shù)，從而削減維護開支。

優(yōu)化后的芯塊配方還能提高燃耗深度，延長燃料更換間隔。對核電運營商來說，這意味著更高的安全裕度與更優(yōu)的成本控制同時實現(xiàn)，形成雙重利好。

商業(yè)化路上的"三步走"

再先進的技術(shù)，也必須經(jīng)受住實際運行的考驗。美國能源部針對這一先導(dǎo)性燃料組件采取了分階段驗證策略：每完成一個兩年周期，即進行全面體檢，確認無異常后再繼續(xù)下一階段運行。

這種審慎態(tài)度并非出于保守，而是對公共安全高度負責(zé)的體現(xiàn)。

值得指出的是，該組件依據(jù)2019年法馬通與星座能源簽署的合作協(xié)議，在華盛頓州里奇蘭市的生產(chǎn)基地完成制造。

這不僅驗證了美國本土核燃料生產(chǎn)能力的成熟度，也為保障關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施供應(yīng)鏈自主化提供了有力支撐。

目前，該技術(shù)已開啟小范圍部署進程。法馬通將鉻增強型芯塊納入其ATRIUM 11沸水堆燃料系統(tǒng)的標準配置，該型號現(xiàn)已在美國另外八座商用核電站中投入使用。

這表明耐事故燃料已跨越概念驗證階段，正式步入工程實用化軌道。

行業(yè)內(nèi)的多方競爭正在推動技術(shù)快速迭代，除法馬通外，通用電氣韋諾瓦、西屋電氣等企業(yè)也在全美多個商業(yè)反應(yīng)堆中并行測試不同類型的先進燃料方案，共同瞄準2030年前實現(xiàn)規(guī)?；逃玫哪繕?。

多元主體參與的競爭格局有利于激發(fā)創(chuàng)新活力，促進性能優(yōu)化與成本下降，最終惠及整個核電產(chǎn)業(yè)鏈。

從宏觀視角審視，此次技術(shù)突破或?qū)⒊蔀榍藙雍穗姰a(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵支點。過去五十年間，核燃料的基本架構(gòu)——鋯合金包殼包裹二氧化鈾芯塊——始終未發(fā)生根本性改變。雖有局部改進，整體框架長期固化。

耐事故燃料的應(yīng)用打破了這一路徑依賴，為未來燃料體系的多樣化發(fā)展打開了全新通道。

隨著全球應(yīng)對氣候危機的壓力持續(xù)上升，核電作為可提供穩(wěn)定電力輸出且碳排放極低的基荷能源，正重新獲得政策與市場的青睞。

耐事故燃料的成功研發(fā)與實地部署，不僅增強了現(xiàn)役機組的安全表現(xiàn)和經(jīng)濟效益，也為新一代核電項目的審批與建設(shè)注入了更強信心。

2030年實現(xiàn)廣泛商用的目標并非空談，基于當前穩(wěn)步推進的進度，這一時間節(jié)點具備現(xiàn)實可行性。

一旦該項技術(shù)實現(xiàn)大規(guī)模普及，極有可能成為推動全球核電復(fù)興的重要引擎之一。