摘要
确保经济上能够获得安全、负担得起且清洁的能源是全球可持续性面临的一大挑战。以往的研究表明，总体而言，基于当今主流轻水反应堆并采用一次性使用核燃料的核能源，与可再生能源技术相比表现良好，因此应被视为一种可持续的能源。然而，核反应堆需要复杂的基础设施来生产燃料并处理高放射性物质。因此，在评估核能源的整体可持续性以及未来核能源的“最可持续”路径时，端到端的燃料循环具有重要意义。最简单的燃料循环方案是一次性使用燃料循环（OTC），该方案会处理用过的核燃料。技术更为复杂的方案则通过回收和再利用用过的燃料材料来不同程度地实现燃料循环的闭合。本文提出了六种不同材料回收程度的方案，并以类似伦敦地铁系统的“管道图”形式进行了创新性的展示。这项关键性研究的结果表明，回收利用对自然资源的使用、环境足迹、高放射性废物的管理以及能源安全具有积极影响。然而，接受闭合燃料循环面临的安全、安保、扩散和经济等方面的挑战；但初步分析表明，要么存在相应的解决方案，要么这些因素并非选择燃料循环的决定性因素。为了解决这些问题，有必要从过去实施闭合燃料循环的经验中吸取教训，而英国被视为一个有趣的案例研究对象。总体而言，虽然核能源本身应被视为可持续的能源，但在实施一次性使用燃料循环的同时，发展闭合燃料循环应被视为一种能够提升系统整体可持续性的战略选择。最后，对之前用于分析不同能源系统的“公平竞争环境”分析进行了更新，以考虑不同核燃料循环选择之间的差异。唯一对闭合燃料循环不利的是其较低的技术成熟度（由于技术复杂性更高）以及扩散抵抗能力和物理安全性（由于闭合燃料循环中的材料分离）。
