伊朗的燃料制造：步步接近能源独立还是炸弹？

通过伊万卡Barzashka和伊万厄尔里克

昨天，在伊朗的国家核技术日，总统艾哈迈迪-内贾德宣布了该国最新的核进展，这似乎已经成为国家自豪感和国际自豪感的重要来源 怨恨。4月9日是伊朗宣称在2006年进行第一批铀浓缩的日子。昨天，内贾德为位于伊斯法罕的伊朗燃料制造厂(FMP)举行了开幕典礼，并宣布安装了一个新的“更准确”请在燃料浓缩厂（FEP）纳坦兹离心机。

燃料制造设施，最后一个元素前端燃料循环美国是制造核反应堆燃料的地方。对于像布什尔的轻水反应堆(LWR)，铀被开采出来，变成黄色的蛋糕，转化成六氟化铀(UF6)， UF6用离心机进行浓缩，转化成氧化铀球团，制成燃料棒，进入反应堆核心。对于阿拉克的重水反应堆(PHWR)来说，铀不需要浓缩，所以黄色的饼状物会直接转化成氧化铀颗粒。

燃料制造是几乎没有建设和运营的离心机级联的技术挑战，但它是不平凡的要么。没有人愿意被污染，因为燃料元件失败的数十亿美元的反应堆，所以质量控制是至关重要的。燃料棒必须不破裂或腐蚀而在反应器中，这需要的材料和密封件的完整性的纯度的仔细控制。

伊朗一直宣称其铀浓缩计划是为能源生产和是完全和平的，而世界上大多数其他地区已经担心，在纳坦兹离心机真的打算生产高浓缩铀（HEU）制造核武器。伊朗方面声称，他们需要充实自己的铀矿，因为根据以往的经验，他们不能依赖外国供应商。能源独立的说法听起来似乎不诚恳，因为伊朗没有燃料制造工厂。这意味着，他们本国的浓缩铀仍然将不得不为出口加工成燃料元件和再进口，使他们仍然容易受到外来压力。如果他们现在有一个运营制造工厂，他们将完成前端核燃料生产，使他们的能源独立论据充实更合理，或者至少少难以置信。

虽然从2004年开始建造的FMP已经投入使用(这在2009年2月国际原子能机构的报告中宣布)，这并不是新闻，但燃料制造设施的出现本身就意义重大。只有三个国家(占拥有核电厂的国家的十分之一)拥有核燃料循环的所有要素:从铀矿到反应堆燃料制造。这三个国家碰巧都拥有核武器。当伊朗的核反应堆运行时，伊朗将拥有对所有核元素的独立控制燃料循环，从而推动他们对能源独立的索赔。

但伊朗一直没有关闭前端燃料循环呢。该FMP最初计划生产核燃料在阿拉克的重水反应堆，这是仍在建设中，没有为即将运行的轻水反应堆在布什尔。然而昨天，一伊朗新闻源报道称，“伊朗已经完全获得了进入核燃料生产的管理，这使得该国自给自足生产核燃料的重和轻水反应堆“。[强调]在另一篇文章，IRNA甚至提到的能力：“FMP是生产10吨天然燃料用于在阿拉克40兆瓦重水反应堆和轻水反应堆30吨百分之五浓缩铀每年的”。

根据这一点2月国际原子能机构报告在FMP的检查之后，检查人员IAEA得出的结论是“为生产的工艺线用于重水反应堆燃料的天然铀球团已经完成，燃料棒正在生产中”(强调补充)。由于国际原子能机构和伊朗此前都没有提到FMP的lwr燃料生产能力，我们对该工厂实际能做什么表示怀疑。我们怀疑，更有可能的是，以夸大其核能力而闻名的伊朗，意味着该工厂可以可能为轻水反应堆生产燃料。

轻水反应堆（LWR）燃料是不一样的重水反应堆（HWR）燃料。氧化铀燃料芯块是相似的，除了LWR燃料从昂贵，难以得到浓缩铀制成，并且HWR燃料从廉价的天然铀制成。在这两种情况下，将小球 堆叠并覆盖有包覆锆合金（锆，涂覆有铁和其它痕量元素）。然而，燃料组件的几何形状和结构是非常不同的（从埃胡德·格林斯潘，在加州大学伯克利分校核工程教授个人通信）。一个HWR具有比一的LWR简单得多的燃料组件。在PWR杆具有较大的直径，更短，并且具有金属的薄涂层。[第241-291由于LWR燃料棒的尺寸，它们必须是独立的，并且有更大的功率密度。轻水反应堆燃料生产也需要更多地关注临界危险。33-39页]在一个HWR所有束是相同的，它们不具有不同浓度的铀像那些在LWR，这可以在任何地方的范围从3％到5％LEU，并且被布置在特殊模式优化整个芯的中子通量。

总之，LWR和PHWR的燃料制造原理和技术是相近的，但燃料棒的设计是不同的。所以，如果伊朗有技术能力做一件事，他们很可能两件事都做。但这能在同一家机构发生吗?

印度是唯一一个在同一地点生产轻水反应堆(BWR)和PHWR核燃料的国家核燃料情结在海德拉巴。印度进口浓缩铀。虽然这两种燃料的锆生产工厂是相同的，但原料(一种是天然铀，另一种是浓缩铀)转化为UO2球团是在两个不同的设施中进行的。燃料棒也在两个不同的地点组装:陶瓷燃料制造厂和浓缩铀燃料制造厂。

此外，在布什尔俄罗斯建造轻水反应堆，它的建设今年完成并即将投入运行，使用俄罗斯制造的核燃料棒。伊朗和俄罗斯签署了燃料供应长期协议，这是不可能的，伊朗会冒险与国内生产的燃料棒损坏VVER-426反应器，特别是当它不具备的设计方案，这对俄罗斯是不会报价向上。因此，伊朗理论轻水堆燃料制造能力，充其量必须等待另一个核反应堆的建设，从现在开始至少十年。

据核能机构，如果一个县要独立于在一个相当短的时间内国外核燃料供应商，一个重水反应堆是要走的路。它是便宜和简单：铀没有得到富集，天然铀很容易转化为氧化铀，设计简单，燃料棒都是相同的。它仅需要一个小工厂，并具有较低的劳动力成本。此外，PWR可以被设计成具有连续供油系统，它并没有被关闭，加油。与韩国，阿根廷和罗马尼亚适度技术能力的国家有国家重水燃料制造设施。所以，这是可以理解为什么伊朗会认为这种做法是有吸引力的。

然而，伊朗的动机仍不明确。

一方面，燃料制造设施的落成是一个好消息。这意味着伊朗确实在试图生产反应堆燃料，这给他们的铀浓缩主张带来了合法性。此外，如果把燃料循环看作一个单独的部分，燃料制造工厂本身没有双重用途。普林斯顿大学的斯科特·坎普(Scott Kemp)不久前提到，如果伊朗将其UF6转化为UO2，这将起到保护作用。如果伊朗开始轻水反应堆的燃料制造过程，将纳坦兹储存的大部分低浓缩铀变成氧化铀球团，并锁在锆合金管中，这将大大降低将低浓缩铀批量回收成炸弹级铀的可能性。

然而，如果FMP为阿拉克重水反应堆生产核燃料，这将是一个坏消息。重水反应堆可能是核能项目的兴趣所在，因为它们不需要浓缩铀。例如，加拿大只运行重水反应堆(称为反应堆）国内并已商业上销售。但重型水反应堆也非常适合于生产可用于核武器的钚。再一次，伊朗的动作可以被解释为实现能源独立或朝向核武器能力，或两者。

由于拥有燃料循环的所有组成部分的国家数量，这篇文章最近于2009年9月30日上次更新。只有美国，俄罗斯和中国目前拥有所有元素 - 法国于2001年关闭了最后一个铀矿，印度只有一个测试富集植物，实际上进口了富含铀。