美国核电站每年产生约2,000公吨核废料。
Comarus Analytics LLC总裁Tristan Abbey撰文指出，电厂运营商已向核废料基金缴纳超过400亿美元，以便由政府处理核废料。
尽管寻找长期储存场所很重要，但政策制定者应着眼于通过核废料回收工艺生产可用燃料。
没有任何问题比核废料更让美国的能源与环境政策头疼。即便是气候变化也不例外，它可能是一个棘手问题，但仍然获得了大量的关注，试图化解这一困扰。
要一本正经地描绘这一局面并不容易。让我们先从故事的三个主要部分说起。
首先，美国核电站每年产生约2,000公吨核废料（即“乏燃料”）。由于其固有的放射性，这些废料被妥善存放在各个场所，遍布全国各地。
美国核电站每年产生约2,000公吨核废料（即“乏燃料”）。
Tristan Abbey
其次，联邦政府负责决定如何处置这些废料。事实上，电厂运营商已向核废料基金缴纳了超过400亿美元的款项，以便由政府处理核废料。原计划是将其埋入内华达州尤卡山所代表的“深层地质处置库”，但这在政治上已被证明不可行。尽管如此，150亿美元已用于前期选址评估。
第三，由于能源部无力管理或回收核废料，这些废料只会不断累积。据该机构的最新数据发布，约8万公吨乏燃料（即数十万组燃料组件、包含数百万根燃料棒）仍在等待最终去处。
结局颇具讽刺意味：这些核电站运营商以政府违约为由提起诉讼，并于2013年胜诉。目前，作为一系列和解与判决的一部分，美国财政部每年仍需向其支付数亿美元。累计支付总额已超过80亿美元。
核废料回收需要什么？
我知道这个故事听起来有些荒谬。我的意思是，美国政府为管理核废料筹集了数十亿美元，随后又花费数十亿美元进行可行性研究，结果却将其束之高阁，如今还要为这一失败再支付数十亿美元？没错，我正是这个意思。
所幸，所有已累积的废料占地面积相对较小，且已有临时储存设施。但若没有紧迫的行动理由，政策制定者通常不会采取行动。
尽管寻找长期储存场所的工作仍将继续，政策制定者仍应着眼于将其中一部分“废料”回收为可用燃料。这实际上是 一个古老的 想法。只有一小部分核燃料被用于发电。
核废料回收的支持者设想建造使用“再处理”乏燃料的反应堆，从燃耗后剩余的90%中提取能量。即便是其批评者也承认，回收所涉及的基础化学、物理和工程在技术上是可行的，他们转而抨击其存在争议的经济性以及被认为存在的安全风险。
所谓第四代反应堆形态各异。这些设计已存在多年，在某些方面甚至可追溯至核能诞生之初，但出于政治、经济和战略等多种原因，轻水反应堆一直在该领域占据主导地位。例如，南方电力公司在佐治亚州正在建设的两座常规压水堆，单机容量均略超过1,000兆瓦（即1吉瓦），符合西屋电气AP1000设计的标准。
相比之下，新一代电站设计在规模和容量上小得多，并且可能采用不同的冷却系统：位于俄勒冈州的NuScale Power公司的77兆瓦小型模块化反应堆、位于圣迭戈的General Atomics公司的50兆瓦氦冷快速模块化反应堆、位于阿拉米达的Kairos Power公司的140兆瓦熔盐反应堆等，它们各自的配置可满足不同的商业与政策目标。
许多第四代设计要么可以明确回收乏燃料，要么可经配置实现这一功能。6月3日，TerraPower（由比尔·盖茨支持）、GE Hitachi与怀俄明州政府宣布达成协议，将建设一座345兆瓦Natrium设计的示范装置，这是一种钠冷快堆。
Natrium在技术上能够回收燃料用于发电。位于加利福尼亚州的Oklo公司已与爱达荷国家实验室达成协议，将以乏燃料供应运行其1.5兆瓦的“微型反应堆”。事实上，纽约州Elysium Industries公司的熔盐反应堆设计自称的“首选燃料”即为乏核燃料，而阿拉巴马州Flibe Energy公司则宣传其钍反应堆设计的废料燃烧能力。
先进反应堆能否兴起，并不取决于核废料僵局能否化解。尽管此类反应堆可能能够消耗乏燃料，但它们并不一定非要如此。不过，激励核废料回收将改善其经济性。
这里的“激励”实际上就是“付费”的代称。政策制定者应考虑如何让华盛顿方面使电厂回收燃料比进口燃料更有利可图，这些燃料来自加拿大、哈萨克斯坦、澳大利亚、俄罗斯及其他国家。
先进核技术（包括燃料回收）所获得的政治支持比人们预想的更为深厚。2019年，参议院确认Rita Baranwal博士担任能源部（DOE）核能助理部长。作为一名材料科学家，她逐渐 成为 重要倡导者，致力于核废料回收。
拜登政府延续了对先进核反应堆的广泛两党支持，在《2022财年预算申请》中提议将能源部核能办公室的经费增加近3.5亿美元。该提案包括：反应堆概念研究与开发经费增加3,200万美元，燃料循环研发经费增加5,900万美元，先进反应堆示范经费增加1.2亿美元，并将多用途试验堆经费增至三倍（同比从4,500万美元增至1.45亿美元）。
5月，能源部高级研究计划署－能源（ARPA-E）宣布了一项新的4,000万美元计划，以支持对先进反应堆废料及处置进行“优化”的研究，包括通过核废料回收。重要的是，该公告明确指出，当前缺乏核废料解决方案“构成挑战”，将影响第四代反应堆的未来。
这场争论提醒我们，核废料回收总体上是一个非常繁琐的过程。它需要大量化学、机械和能源投入。各类回收活动，从关键矿产到塑料瓶，也都会产生新的废料。目前，联邦和州政府在回收其他废料流方面相当积极，它们也应同样参与核废料的处理。
