维度网讯，美国能源部环境管理办公室（DOE-EM）发布了一份信息征询书（RFI），就南卡罗来纳州萨凡纳河基地（SRS）目前储存的多达53万加仑重水的有益再利用，征求行业意见。这批重水此前曾用作氚和钚生产反应堆的慢化剂。
EM助理部长蒂姆·沃尔什（Tim Walsh）表示，萨凡纳河基地的重水库存是一项重要的国家战略资产，这份RFI是确定行业合作伙伴的关键一步，这些合作伙伴可以帮助最大化这一资源的价值，以支持美国的能源安全。RFI邀请广泛的利益相关方提供意见，包括在重水处理方面有明确需求和专业知识的行业，以及有兴趣探索在SRS开发新设施或直接租赁土地的主体。重水具有独特的性质，可用于先进的核应用、前沿研究和医用同位素生产。DOE表示，该RFI是通过确定国内加工、净化和再利用的途径，最大化这一战略资源价值的关键一步。
DOE-EM旨在探索重水再利用的创新途径，以满足关键的国内需求。RFI寻求确定重水、氘或衍生同位素的潜在应用，这些应用可直接惠及美国国内市场并加强国家供应链；评估处理、加工、除氚和净化重水的技术能力，特别是在存在氚的情况下；评估与外部合作伙伴的合作框架，包括在SRS现场开发潜在设施，以促进重水的有效利用；为重水库存的长期管理未来战略提供信息，可能带来未来的招标或合作机会。
SRS目前储存约53万加仑重水（氧化氘，D2O），位于C、K和L反应堆建筑慢化剂储罐的-40层，以及储存在L和K反应堆设施中的桶中。这些设施具有结构坚固、厚壁的工程结构，以隔离放射性物质。位于C、K和L反应堆建筑中的-40层慢化剂储罐装有大量重水，-40层是指重型混凝土反应堆结构的地下标高，提供了卓越的辐射屏蔽和抵御外部冲击的物理安全性。虽然C、K和L反应堆已不再运行，但其加固的工艺区域已转变为长期战略材料储存。C反应堆作为专门用于集中储存重水慢化剂的主要枢纽。部分库存含有不同程度的氚污染和富集，保存在密封的工业桶中。这些桶存放在K和L反应堆综合设施内的指定设施边界内，允许按纯度水平灵活分类材料。
重水储存整合到这些特定场址的更广泛核材料处置基础设施中。除重水桶外，国家核安全局（NNSA）利用加固的K反应堆建筑进行非钚坑的安全整合和检查。位于原L反应堆建筑内的拆卸水池具有2.5至7英尺厚的混凝土墙，它容纳了340万加仑的轻水，用于在化学再处理前屏蔽和安全冷却来自国内外研究反应堆的使用过的核燃料（UNF）。
DOE指出，重水库存储存于各种慢化剂储罐和桶中，显示出不同程度的污染物、氚和氘富集。这批重水此前用作氚和钚生产反应堆的慢化剂，并因其高氘浓度而被保留，使其成为一种宝贵资源。目前，DOE没有专门用于重水除氚的设施。虽然萨凡纳河国家实验室（SRNL）在除氚方面展示了专业知识，并可以支持项目计划、成本估算和独立审查的制定，但与SRNL就直接参与此类服务的任何合作都需要由相关方与SRNL单独协商。DOE表示，行业合作伙伴可以自由与他们认为合适的任何实体合作，以满足除氚或其他处理需求。此外，一旦行业合作伙伴成功将氚从重水中分离出来，DOE可能有兴趣接收和利用氚，这种潜在安排将为氚提供一条有益的处置路径，并支持DOE内部的计划要求。
20世纪50年代初，SRS建造了五座核反应堆，用于生产核武器所需的钚和氚。然而，在SRS的400/D区域上线之前，这些反应堆都无法生产这些材料，甚至无法进入初始启动过程。庞大的400/D区域是SRS最早完成的生产区域之一，其唯一目的是为反应堆供应重水。SRS的反应堆与华盛顿州汉福德基地（Hanford Site）用于生产三位一体试验和投放在长崎的原子弹所用钚的反应堆不同，那些反应堆采用石墨慢化。SRS的反应堆是重水慢化的，重水在裂变过程中慢化中子的能力远优于石墨，同时也能冷却反应堆。SRS反应堆的完工时间错开，以便它们能够随着400/D生产出各自所需的重水而逐步上线。SRS的重水作业于1982年停止，当时已生产出所需数量并留有可观盈余。大部分用于SRS反应堆或国内其他用途，同时大量出口到其他国家。到1989年，所有反应堆均已关闭，进一步增加了重水库存。
重水可以通过将其固定在地质聚合物中进行处置，但这既昂贵又劳动密集。DOE科学办公室联系了SRNL的氢处理小组，探索从重水中去除氚以实现其再利用的方法。氢处理小组研究了现有的除氚方法，包括简单蒸馏、组合电解催化交换和低温蒸馏，并倾向于采用结合所有三种方法的方法。SRNL项目技术负责人卢卡斯·安杰莱特·安杰莱特（Lucas Angelette Angelette）表示，将它们结合起来，可以处理100%的水，回收100%的重水，并得到DOE可以出售的氚气。此外，重水含有稀有且有价值的氧同位素，这些同位素与氘一样，在医学中很有用。其中一种同位素用于PET扫描，价值可达数千美元。该小组正在为试点规模系统和完整生产设施进行成本估算。一些资金已经可用于购买试点系统的资本设备。与此同时，DOE现在希望行业承担这项任务，对RFI的回复截止日期为9月21日。
