日本原子能研究开发机构正在开发使用贫铀(又称贫化铀，Depleted Uranium,DU)作为储存电力材料的蓄电池。贫铀是核能发电燃料制造过程中产生的副产品。贫铀的辐射较弱，对人体的影响相对较小。日本原子能研究开发机构计划将其作为储存可再生能源剩余电力的蓄电池，在2035年前实现商品化。
贫铀是核燃料的副产品（供图：日本原子能研究开发机构）
作为核燃料的原料，天然铀包括具有不同性质的铀238和铀235。将可用作燃料的铀235浓缩提取后剩余的铀238被称为贫铀。虽然贫铀没有发生核裂变反应的危险性，但由于其具有放射性，因此被作为低放射性废弃物需要进行严格管理。截至2021年，日本国内的贫铀储存量已达1.6万吨。
理论上，贫铀可以在新一代核反应堆中的一种、快中子增殖反应堆中转化为新的核燃料。但是，日本的快中子增殖反应堆原型堆“文殊”已经决定废炉，因此贫铀在日本的应用前景一直不明朗。
日本原子能研究开发机构注目的是“氧化还原液流电池”。这是拥有巨大储槽的集装箱式蓄电池，通过溶解在水溶液中的金属离子的反应来进行充放电。与用于电动汽车和智能手机等多领域的锂离子电池相比较，氧化还原液流电池安装在大面积的土地上存储可再生能源。住友电气工业等公司正在推进产品化。
目前的氧化还原液流电池使用稀有金属钒的离子。但材料进口价格波动大，存在成本高的大问题。日本原子能研究开发机构希望通过贫铀替代钒，来降低蓄电池的成本，同时减少日本国内贫铀的保管数量。
研究称使用贫铀还可提高电池的性能。蓄电池无法释放充电的全部电量，会浪费掉一部分电能，而使用贫铀的电池可以将这一损失控制在3%左右。使用钒时则会有约20%的电能损失。目前开发正处于原理验证阶段，“团队进行了强化人员配备等多种尝试”（原子能机构菅原隆德）。这项研究如果成功，将成为世界首创的成果。
日本原子能研究开发机构计划在2024年内完成原理验证，并在2026年制造出相当于便携电池几分之一容量的5瓦时蓄电池。2028年，将这种蓄电池的容量提高1000倍，达到5千瓦时，2035年实现储存相当于数百户家庭日常用电量的数千千瓦时电池。
这种蓄电池不存在内部发生核裂变连锁反应的风险。研究表明贫铀本身发出的辐射穿透物体的能力较弱，很容易被屏蔽，因此安全隐患也较小。在性能方面，电池内部混入水分则会导致功能受限，今后计划通过调整电池内部的液体成分等措施来改善这一问题。
由于这种蓄电池的安装地点会受到放射性物质管理条例的限制，因此实际上这种蓄电池仅限于安装在核电站内和核燃料加工设施等场所。未来目标是将其并网接入附近的电力系统，用于储存波动较大的可再生能源电力。
原文：《日本经济新闻》电子版、2024/9/21
翻译：JST客观日本编辑部
