核能作为一种清洁高效的能源形式，在全球能源结构转型中占据不可或缺的地位。然而，随之而来的核废料处理问题成为核能发展的重大瓶颈。美国作为核能使用和核废料产生的大国，如何有效管理其累计约9万吨的放射性核废料，已成为技术与政策层面亟需解决的关键课题。近年来，美国政府先后通过前总统特朗普发布的行政命令及拜登政府推动的数千万美元研究计划，开启了核废料回收和再利用的新篇章。美国正试图将核废料视为潜在资源，通过前沿科技转化废料价值，走出困境。核燃料循环的闭环实现是核废料管理的核心目标，这一过程包含对废料中铀元素和钚元素的分离提纯以及回收利用，以制造新一代核燃料。
虽然该技术已具备成熟基础，但商业化推广过程中成本依然高昂且存在技术难点。核废料中约95%的铀和钚有回收利用价值，而剩余5%的长期放射性同位素则难以再利用，需经过漫长且成本极高的存储和衰变过程。针对这部分废料，美国能源部高级研究计划署（ARPA-E）启动了NEWTON项目，投入4千万美元支持11个团队开发通过核转化技术缩短核废料半衰期的创新方案。这些项目涉及利用中子轰击长寿命放射性同位素，将其转变为半衰期较短的同位素，从而大幅缩短放射性废料的危险持续时间，实现从数万年到数百年甚至更短周期的过渡。Shine Technologies作为NEWTON项目中的重要参与者，通过其融合技术提供的富余中子流，对废料靶体进行轰击，实现废料成分的转化和有价值放射性同位素的提取。一些同位素如锶-90，具备在海洋航运和航空航天领域的能源应用潜力，成为工业需求的新增长点。
该公司计划在2030年代实现试点运营，推动核废料回收商业化迈出实质性步伐。除技术研发外，核废料处理的政策环境也成为推动核废料循环发展的重要动力。特朗普总统2025年5月的行政命令明确要求能源部提出国内废料再处理方案，促进公私合营模式，优化核燃料循环体系。该命令得到了业界积极响应，暗示核废料回收或将成为美国能源战略与环境治理的核心内容之一。不仅如此，美国还重点投资开发中子源技术，力图从根本上提供足够中子支持大规模核转化工艺。橡树岭国家实验室和阿贡国家实验室获得数千万资金，推进粒子加速器领域研发，提升中子产生效率，为核废料处理提供尖端装备支持。
同时，耶鲁大学孵化企业Omega-P研发的紧凑型粒子加速器技术，突破了传统加速器庞大且昂贵的弊端，使该技术更适合在核电站附近区域高效布置，显著降低运维风险和成本。这些技术进展不仅为美国核废料转化奠定基础，也为全球核废料管理模式提供可借鉴示范。纵观全球，具备核燃料再处理能力的国家寥寥数国，包括法国、日本、中国和俄罗斯。美国的技术与产业复兴，将有效提升其在国际核能市场的话语权和竞争力。法国Orano公司在这一领域已有成熟商业模式，通过混合氧化物燃料（MOX）技术实现钚与贫化铀的复合利用，其经验对美国未来政策轨迹提供启示。值得注意的是，核废料回收兼顾能源安全和核不扩散两大政治命题。
1977年美国卡特总统时期曾明令禁止核燃料回收，防止产出钚被转用于军事武器。现代技术和国际监管框架的完善，为美国重新评估和开放废料再利用铺平道路。经济性是推进核废料商业化循环的核心难点。传统核燃料回收设施建设和运营成本高昂，回收效率和废料处理风险均需严控。ARPA-E的资金支持旨在降低研发门槛，同时吸引创业企业创新破局。未来，随着技术成熟度提升和产业链完善，核废料回收或能成为核能经济的新增长引擎。
通过分离纯化关键核材料，不仅可为核电厂持续供应燃料，减少对新铀开采的依赖，还可大幅缩减需要长期隔离的危险废料体积和放射性强度。从环境保护角度看，减少核废料的存储风险和生态污染潜能意义深远。随着美国加快推进核废料转化和核燃料循环的综合发展，国内核能市场有望获得显著提振，促进能源结构绿色低碳转型。此外，美国在核废料处理技术方面取得突破，将推动相关高技术人才的培养和产业基地的形成，带动就业和科技进步，具备明显的社会经济效益。展望未来，核废料管理将朝着商业化、标准化和安全化方向迈进。新能源需求和气候目标驱使下，核能必然扮演重要角色，而核废料安全处置创新则是维系核能健康发展的关键。
政府、高校、研究机构和企业的多方协作，以及跨国合作机制的建设，将加速全球核废料管理技术的升级与经验共享。通过政策引领与技术创新相结合，美国正稳步迈向核废料再利用和核燃料循环的新时代，持续保障能源安全并为环境可持续发展贡献力量。核废料不应仅被视作负担，更是未来资源再生潜力的宝库。美国以先进科技和科学管理为支撑，正书写核能利用和废料治理领域的新篇章，为其他国家提供宝贵借鉴和示范，开启核能环保共赢的光明未来。
