美国能源部太平洋西北国家实验室(PNNL)研究人员已启动一系列实验，旨在提高核燃料效率，为电网输送更多电能。此次实验得益于专门运送的11根“高燃耗”核燃料棒，这些燃料棒已进行辐照处理用于研究。

实验中，燃料棒将被刺穿、切割、施加机械应力并仔细检查，以了解金属合金在核反应堆极端环境下六年的表现。更大目标在于，了解全球核燃料公司开发的先进燃料在“更高燃耗”条件下的反应，这些条件要求燃料在反应堆中停留更长时间，以提取更多能量。

太平洋西北国家实验室核能市场部门主管马克·纳特表示，从这些材料中获取更多能量、提高电厂发电量，如同无需建设新基础设施就能为电网注入新发电能力，对燃料供应商和致力于发挥核能潜力的国家有益。

该系列实验将揭示研究燃料棒在特定条件下的反应信息，可能为未来燃料设计提供参考。高燃耗燃料有望通过更高效利用现有燃料材料、提高反应堆抵御核事故能力、降低电力成本等，提升美国核电站性能。

核能办公室事故容错燃料联邦项目经理弗兰克·戈德纳称，这是事故容错燃料项目的重要里程碑，这种燃料的开发可支持特朗普政府行政命令，即到2030年将现有发电厂发电量提升5千兆瓦，高燃耗燃料可能发挥重要作用。

核燃料棒抵达实验室时，运输过程井然有序，经14个月复杂后勤协调。卸货时，一支由技术人员、放射化学家、材料科学家和核工程师组成的团队已准备就绪。

实验中，研究人员将通过“拉伸试验”技术寻找材料变化，使用数字图像相关法在包壳上绘制数千个点并追踪运动以收集数据。在一项测试中，研究人员在严密屏蔽的热室内使用遥控机械手刺穿包壳，释放并捕获放射性气体，以揭示包壳内部积聚的压力。所有数据将帮助全球核燃料公司验证用于估算燃料性能的模型。

GE Vernova日立核能公司安装基地首席执行官Craig Ranson表示，对这些燃料棒的检验是持续研发更高效、更安全、更可靠燃料的下一步，很荣幸能与各方携手合作造福行业。

此次实验得益于放射化学处理实验室(RPL)的独特性，它是一个危险等级为II的非反应堆核研究设施，配备精密仪器，拥有多元化专业知识的研究人员和技术人员，能为多个赞助商进行广泛而专业的分析。

太平洋西北国家实验室化学家兼项目联合负责人苏珊·阿斯穆森称，RPL提供了独特机会，可实际接收全长高燃耗燃料棒，在热室中研究并将材料送往同一空间内不同实验室测试，无需转移建筑，效率极高。联合负责人、核工程师布雷迪·汉森表示，研究团队经验丰富，能进行各种化学反应、机械和材料测试，甚至深入到原子层面。

该实验室还受益于广泛研究范围和多样化任务合作伙伴，来自多个学科的科学家可现场合作开展实验，最大限度利用宝贵核材料，满足美国政府各部门任务需求。例如，脱壳过程中产生的碎片将用于培训下一代科学家，用于开发探测和监测核活动的技术，这是美国国家核安全局(NSA)防扩散任务的关键部分。通过防扩散管理计划，RPL工作人员将利用这些碎片了解如何通过化学分离过程来表征和监测特殊核材料的移动。

马克·纳特称，这次交付是难得而宝贵的机会，实验室将充分发挥材料科学潜力，产生的研究将有助于实现服务国家的几个重要目标，为电网提供充足可靠能源，巩固美国能源主导地位。