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日本福島第一核電站因3月11日地震和海嘯而癱瘓的核反應堆與美國的反應堆非常相似。它們是常見的、但並非完全現代的通用電氣設計，利用核裂變來沸騰水並驅動蒸汽渦輪機發電。美國各地都在使用相同的反應堆設計和安全殼系統，例如阿拉巴馬州雅典附近的布朗斯費裡核電站和佛蒙特州弗農的佛蒙特揚基核電站。
但是，福島第一核電站的3號反應堆（過去兩週出現嚴重問題的機組之一）具有一個與相鄰反應堆和美國任何執行中的反應堆不同的特點。在其堆芯的數百個標準核燃料元件中，這些元件依靠鈾原子的裂變來釋放能量，其中一些元件包含鈾和鈽的混合物。這種所謂的混合氧化物，或MOX燃料，於2010年被裝入福島第一核電站3號反應堆，並在其他幾個國家的發電廠中得到使用。一項耗資巨大的美國政府專案計劃於2016年開始為國內公用事業公司生產MOX燃料。
但是，與大多數與核能相關的問題一樣，MOX燃料的使用也存在爭議。支持者說，在核反應堆中燃燒MOX燃料是處理冷戰時期核武庫中武器級鈽的明智方法，正如美國計劃在其南卡羅來納州計劃中的混合氧化物燃料製造廠（MFFF）處理34公噸剩餘鈽一樣。（一些國家還會對廢核電站燃料進行再處理以生產MOX燃料。）批評者說，MOX比標準燃料風險更高，並且有更好的方法來處理多餘的鈽。
“我認為這是一個絕妙的解決方案，”位於馬里蘭州貝塞斯達的美國總部、巴黎核燃料製造商阿海琺公司後端業務集團高階副總裁大衛·瓊斯說。阿海琺公司是美國能源部（DoE）耗資50億美元的MFFF專案的主要承包商的合作伙伴之一。“你正在把一種被設計成危險的東西變成一種有益於社會的東西，”瓊斯說。
普通的低濃縮鈾燃料主要含有鈾238，這是該元素最常見的天然同位素，以及約5％的鈾235，這是一種更容易分裂或裂變的稀有同位素。另一方面，MOX燃料用鈽239代替裂變成分，從而減少了對鈾235的需求。
“這是一種相當成熟的技術，尤其是在海外，”橡樹嶺國家實驗室的核科學與工程研究員傑斯·蓋欣說，該實驗室對MOX燃料棒進行了測試。“我們所有的分析都表明，它可以被使用，而與二氧化鈾沒有顯著差異。”
但是，華盛頓特區智庫政策研究所的高階學者羅伯特·阿爾瓦雷斯表示，MOX並不是使鈽不可逆轉地不適用於武器用途的最佳方法。“如果你真的想走不可逆轉的道路，可能還有更便宜、更容易的方法，”他說。一種方法是將鈽混合成低濃度，然後將其放入新墨西哥州沙漠中的美國能源部的廢物隔離試驗廠。阿爾瓦雷斯說，考慮到MFFF的價格標籤，“這肯定不是你能賺錢的東西”。“我把它看作是核領域的‘通往無何有之橋’。”
華盛頓特區憂思科學家聯盟的全球安全高階科學家埃德溫·萊曼認為，MOX比普通鈾燃料更容易引起核事故，並且在發生事故時更容易釋放出更多有害物質。“鈽具有與鈾235不同的特性，這些特性通常會降低核電站的某些安全系統，”萊曼說。例如，由於武器級鈽比鈾235更容易裂變，因此反應堆可能需要更強大的控制棒——中子吸收劑，當插入反應堆堆芯時可以關閉核鏈式反應。“即使在完成所有操作之後，你也不會像使用鈾那樣獲得那麼大的裕量，”萊曼說。
瓊斯反駁說，MOX具有良好的記錄。“你會聽到一些人說MOX是實驗性的，”他說。“全球各地超過6000個MOX元件已被安全地用於反應堆中。”瓊斯指出，MOX已透過歐洲和日本多個不同監管機構的審查，這些燃料已在數十個核電站中使用。“他們發現它不會構成重大、不可接受的風險，”他說。
萊曼在2001年《科學與全球安全》雜誌上發表了一項研究，表明MOX燃料熔燬造成的放射性洩漏（除鈽外，還含有更高濃度的放射性同位素，如鋂241和鋦242）將比低濃縮鈾熔燬更致命。“由於鈽的放射毒性比許多其他放射性核素高得多，即使釋放的濃度相對較低，也會對影響產生影響，”萊曼說。他補充說，目前尚無法確定福島3號反應堆中的MOX燃料對該電站釋放的放射性羽流有多大貢獻。
橡樹嶺的蓋欣認為，核事故的性質比反應堆中燃料的性質更重要。“（事故）發生什麼情況的不確定性不是由MOX燃料與二氧化鈾驅動的，”他說。“它是由事件本身發生的事情驅動的。”
瓊斯指出，低濃縮鈾燃料和MOX燃料在裂變反應中被消耗時會變得更加相似。“人們試圖給MOX燃料蒙上陰影，因為它含有鈽，”他說。“我們正在努力確保人們瞭解，鈾燃料一旦進入反應堆，也會開始產生鈽，並從鈽裂變中產生能量。”
即使是裝載普通鈾燃料的反應堆（例如美國的反應堆），最終也會在堆芯中混合放射性元素，本質上是低鈽版本的MOX。“我不知道為什麼人們一直在試圖使MOX成為一個問題，因為世界上每個反應堆都在燃燒MOX燃料，”瓊斯說。“它以鈾燃料的形式進入，但一旦開始執行，它就含有鈽。”
即使南卡羅來納州的製造廠正在朝著啟動方向發展，但MOX燃料在美國的未來仍然有些不確定。“美國能源部仍然找不到願意接受這種東西的公用事業公司，”阿爾瓦雷斯說。杜克能源公司曾與美國能源部簽署了一項協議，將四個反應堆裝載MOX燃料，但該公用事業公司在2008年讓合同失效。聯邦擁有的田納西河谷管理局（TVA）運營著布朗斯費裡核電站和其他兩個核設施，對嘗試使用MOX表示出一些興趣，並且可能會採取措施從MFFF中獲取燃料。但是，萊曼質疑即使是TVA是否也會是自願接受者。“我不明白為什麼任何公用事業公司，即使是像TVA這樣的政府擁有的公司，也會想涉足這種東西，”他說。