激光技术或助力核反应堆燃料供应

美国肯塔基州帕迪尤卡小镇外，数千个储存罐中封存着大量铀资源，这些来自一座现已关闭的核浓缩设施的废料，正等待被激光技术唤醒。一家名为Global Laser Enrichment（GLE）的公司计划采用激光浓缩技术对这些旧材料进行再处理，相比传统离心法，这项新技术效率更高，能将废料提纯至与天然矿源相同的浓度。该公司声称，未来激光浓缩技术还可用于生产核燃料，包括先进反应堆所需的类型。目前核电约占全球发电量的9%，随着美国、中国等大国计划建设新一代反应堆，这一比例有望上升，而更廉价的燃料获取方式将成为确保这些项目顺利推进的关键。 天然铀主要由铀-238（占比超99%）和铀-235（约0.7%）组成，其中铀-235是可裂变同位素，被慢中子撞击后能维持链式反应发电。传统反应堆通常使用铀-235浓度约5%的低浓缩铀，部分先进反应堆设计则需高达20%的浓度。当前主流浓缩技术是离心法，通过高速旋转使较重的铀-238甩向边缘、较轻的铀-235留在中心，类似甩出芥末瓶底残留物的原理。而激光浓缩则利用不同同位素分子在原子尺度上振动和旋转的独特"指纹"，用精准激光束选择性激发含铀-235的分子，改变其物理或化学性质，再通过电场、磁场或化学反应等方式分离。GLE的具体技术细节属于机密，但麻省理工学院核科学与工程首席研究科学家查尔斯·福斯伯格指出，激光浓缩研究已持续数十年，早期激光器维护成本高、稳定性差，如今技术大幅改进使其更具吸引力。更关键的是地缘政治变化——俄罗斯拥有全球最大的铀浓缩体系并长期主导市场，但自乌克兰战争爆发后，美英等国已限制或禁止进口俄罗斯铀，这为GLE等公司开辟了新机遇。