兩個項目將展示改進的分離技術，以幫助美國從安全、清潔的核能中獲得更多的能量。

在核能生產過程中，核燃料中可用的能量只有很小的一部分被使用。剩下的部分可以被回收和循環使用，以創造大量的電力。美國能源部(DOE)高級研究計劃局-能源(ARPA-E)估計，廢舊核燃料(有時被稱為廢舊核燃料)中剩余的未開發的能量可以產生足夠的清潔能源，為7000多萬個家庭供電。

最近，ARPA-E向美國能源部的阿貢國家實驗室頒發了600多萬美元的資金，用于開發和展示以回收廢舊核燃料(UNF)為重點的創新工藝和技術。該資金是通過將UNF放射性同位素轉化為能源(CURIE)計劃授予的。

核能是美國總用電量的大約五分之一的來源，它在2021年提供了全國無碳電力的一半。改進電化學分離和其他UNF回收和循環技術可以幫助核能做得更多。更有效地利用核能將大大減少國內對化石燃料的依賴和導致氣候變化的相關溫室氣體。它將減少廢物并為先進的反應堆生產新的燃料。這最后一個好處將導致部署新的先進反應堆，這將提供更多安全、清潔、可靠的電力。

熱加工工程部門經理 Krista Hawthorne說："我們與ARPA-E和工業界的伙伴關系對于縮小剩余的技術差距是非常重要的。" 

阿貢將利用ARPA-E的資金來推進兩個項目。更大的項目將結合阿貢在核研究和開發方面的領導地位以及核工業合作伙伴Oklo公司和Deep Isolation公司的經驗。阿貢將與凱斯西儲大學合作開展這兩個項目。

更大的項目被授予490萬美元。它的重點是提高核燃料回收過程的效率，從而提高其經濟性。阿貢公司、Oklo公司和Deep Isolation公司正在努力改進一種將UNF氧化物燃料轉化為金屬的工藝，然后可以進行加工，為先進的反應堆燃料提供可用的材料。該項目將結合穩定的下一代陽極材料的改進和用于控制該過程的傳感器，以最大限度地提高最終可回收的材料數量。

阿貢的化學和燃料循環技術部門的熱加工工程部門經理Krista Hawthorne領導這項工作。

霍桑說："提高燃料回收過程的效率將有助于回收和循環使用過的核燃料中剩余的寶貴資源材料。我們與ARPA-E和工業界的伙伴關系對于縮小剩余的技術差距是非常重要的。"

第二個項目獲得了152萬美元。通過這個項目，阿貢的研究人員將開發、生產和測試更有效的工業化學處理設備來重新處理UNF。該項目負責人是阿貢放射化學家Anna Servis。

對輕水核反應堆燃料進行后處理的最先進設施使用的設備被稱為填料床柱。填料床柱是高大的罐子，里面裝滿了填料，在化學分離過程中混合從一端流向另一端的液體。

Servis團隊的設計則使用PACERs(用于放射化學分離的PAcked Centrifugal Equipment)。PACERs是旋轉的填料床接觸器，比柱子的效率高得多。它們利用遠大于重力的離心力來提高化學分離的速度和效率。它們也明顯更小。就規模而言，想象一下用一個棚子大小的PACER來取代水塔大小的填料床柱。

Servis說："廢舊核燃料包含一個原材料的寶庫，包括可被回收為新燃料的富含能量的鈾、貴金屬和多功能放射性同位素。開采我們現有的UNF庫存，可以減少對不可再生礦物的需求，并為子孫后代保存資源。"

阿貢國家實驗室尋求解決國家在科學和技術方面的緊迫問題。作為國家的第一個國家實驗室，阿貢在幾乎所有的科學學科中進行前沿的基礎和應用科學研究。阿貢的研究人員與來自數百家公司、大學、聯邦、州和市政機構的研究人員密切合作，幫助他們解決具體問題，推動美國的科學領導地位，并為國家的美好未來做好準備。阿貢擁有來自60多個國家的員工，由芝加哥大學阿貢有限責任公司為美國能源部科學辦公室管理。

美國能源部科學辦公室是美國物理科學基礎研究的最大支持者，正在努力解決我們這個時代的一些最緊迫的挑戰。