Министерство энергетики США (DOE) работает над технологией переработки отработавшего ядерного топлива из остановленного реактора EBR-II в топливо из НОУ повышенного обогащения (HALEU), которое необходимо для большинства усовершенствованных конструкций реакторов. В настоящее время внутренние поставщики не могут обеспечить поставки топлива HALEU из 235U, обогащенного от 5 до 19,75 %.
Министерство энергетики США планирует получить около 10 т HALEU из топлива EBR-II к декабрю 2028 г. с использованием электрохимического процесса, который усовершенствовался в течение многих лет в Национальной лаборатории Айдахо (INL). Реактор EBR-II находился в эксплуатации с 1964 по 1994 гг., используя топливо из металлического сплава, содержащее высокообогащенный уран (ВОУ).
Для восстановления ВОУ отработавшее ядерное топливо подготавливают и помещают в ванную для химических реакций с высокотемпературным расплавом солей. Затем для отделения металла ВОУ от продуктов деления используют электрический ток. Обработанный уран очищают и смешивают с низкообогащенным ураном для получения топлива HALEU.
Затем HALEU отливают в виде большого круглого слитка, перед тем как в высокотемпературной печи из него получат меньшие по форме слитки. Меньшие по размеру слитки могут затем использоваться для производства топлива для усовершенствованных реакторов. На сегодняшний день из отработавшего топлива EBR-II получено почти 5 т материала HALEU.
Базирующаяся в США компания Oklo, которая занимается созданием технологии деления, выразила заинтересованность в получении 5 т HALEU в ожидании реализации соглашения о сотрудничестве с INL, которое было заключено на тендерной основе в 2019 г. Извлеченный материал из реактора EBR-II будет использоваться в первоначально спроектированной активной зоне микрореактора Aurora, который, как планируется, будет впервые продемонстрирован в INL в 2026 г. Министерство энергетики США сохранит право собственности на материал до, во время и после его использования.
В дополнение к этому проекту Министерство энергетики США также поддерживает некоторые работы по обеспечению более широкого доступа к HALEU. Текущая деятельность включает переработку отработавшего ядерного топлива из других исследовательских реакторов страны, поддержку в демонстрации производства HALEU на заводе по обогащению урана в Пайктоне, штат Огайо, который эксплуатируется корпорацией Centrus Energy Corp, и приобретение HALEU путем заключения договоров купли-продажи с отечественными отраслевыми партнерами.
«Закон об атомной энергии США» от 2020 г. уполномочил Министерство энергетики США обеспечить доступность HALEU для внутреннего коммерческого использования. В декабре 2022 г. Министерство энергетики США объявило о создании Консорциума HALEU для оказания поддержки при создании отечественной инфраструктуры HALEU, а также для расчета оценок спроса HALEU для внутреннего коммерческого использования, приобретения HALEU, чтобы сделать топливо доступным для коммерческого использования участниками, реализации демонстрационных проектов с использованием HALEU и выявления реальных возможностей повышения надежности цепочки поставок HALEU.
Завод в Пайктоне в настоящее время является единственным объектом в США, который имеет лицензию на обогащение урана до уровней HALEU. В феврале Centrus завершил проверку эксплуатационной готовности своей установки для производства HALEU и в июне получил разрешение на начало работ от Комиссии по ядерному регулированию. Министерство энергетики США сообщает, что дочерняя компания Centrus − American Centrifuge Operating (ACO) − собирается произвести 20 кг HALEU до конца года. Затем ACO произведет 900 кг в следующем году с дополнительными возможностями производства большего количества HALEU в последующие годы в ожидании ассигнований Конгресса.
Недавно Oklo подписала Меморандум о взаимопонимании (MOU) с Centrus с целью оказания поддержки развертыванию микрореакторов Oklo Aurora и передового производства ядерного топлива в Южном Огайо. Oklo и Centrus стали партнерами в 2021 г. после подписания Письма о намерениях сотрудничать в разработке установки для производства HALEU-топлива.
Centrus также подписала Меморандум о взаимопонимании с американской компанией TerraPower с целью расширения сотрудничества, направленного на создание производственных коммерческих мощностей для создания топлива с HALEU и его поставки для первого в своем роде реактора компании TerraPower и системы хранения энергии. В октябре 2022 г. совместное предприятие Global Nuclear Fuel – Americas (GNF-A) под руководством GE и Terra Power договорились о строительстве установки по производству топлива для реактора Natrium на месте существующего завода GNF-A недалеко от Уилмингтона. Объект, на котором будет применяться топливо HALEU, будет совместно финансироваться Terra Power и DOE в рамках Программы демонстрации усовершенствованных реакторов. Terra Power и Centrus работают совместно с 2021 г., когда они заключили контракт на оказание услуг, чтобы помочь ускорить коммерциализацию отечественных технологий по обогащению топлива в Пайктоне.