柴福洪
刚从中央电视台午间新闻报导中得知,我国核电站铀燃料——乏燃料后处理技术取得突破性进展,可以使我国铀资源由50年的可用时间提高到3000年,提高效率60倍。这是我国核工业一系列自主创新的最新成果。
乏燃料后处理技术,就是用中国自己制造的设备和技术,把已经使用3%-4%的铀废料(乏燃料),以化学方法将铀和钚从裂变产物中分离出来,称为乏燃料再溶解和后处理技术。回收的铀和钚可在核电厂混合氧化物燃料中再循环使用,以生产更多能量,从而使铀资源得到更充分利用并减少浓缩需求。后处理也通过减少高放废物的体积和去除钚有助于废物的最终处置。
乏燃料后处理技术,是高放射性条件下的高技术,其意义是世界上核电站的核燃料处理与保存本身就是一个十份困难的事情,有了这一技术,不仅能充分利用核燃料的功能,提高核燃料利用能力,为人类造福,更重要的是为减小了体积,降低了放射性,为保存核废物创造了条件,对环境也是一个大贡献。这是人类对贵重铀自然资源利用效率划时代技术突破,如果这项技术在世界上是首创成功的话,就具有获诺贝尔奖的基本条件。
我估计诺奖委员会,会以这项技术是集体的创造,不是个人行为;以及确定不了是物理学还是化学学科,所以,暂时不给奖。其实,中国人不重视什么奖,重在能源利用率的提高,重在对环境放射性下降,以及其经济效益,对人类的贡献。
祝福中国!祝贺中国“乏燃料后处理技术”课题组的工程技术人员!
2011年元月3日
延伸阅读:中央电视台新闻2011年1月3日新闻报道
中国网络电视台消息(中国新闻):中国科学家在核研究上取得重大技术突破:实现了核动力堆中燃烧后的核燃料的铀、钚(同“布”音)材料回收。而如果能将钚材料在动力堆上实现循环利用,这意味着在现有核电规模下,中国已经探明的铀资源从大约只能使用50到70年,变成了足够用上3000年。
这项技术的专业名称叫“动力堆/乏燃料/后处理技术”。专家介绍,核电站发电,是通过核燃料在核反应堆中发生裂变反应,放出能量。和火力发电站要不断加煤一样:当核燃料维持不了一定的功率时,也需要更换。这些被换下来的核燃料组件,就叫做乏燃料。通俗地说,乏燃料类似于火力发电站中的“煤渣”,但是它又绝对不是“煤渣”,而是“大宝贝”。
因为当今世界的核电技术下,核燃料都只燃烧了3%—到4%左右,就维持不了额定功率了。而这些核燃料在燃烧过程中,还会产生新的核燃料。
中核集团后处理中试工程总工程师王健说:那么这个时候我们就需要把核燃料进行后处理,也就是通过一系列的化学过程把核电站没燃烧完的核燃料,还有新产生的核燃料提出来,再制成咱们核电所需要的燃料元件。
循环利用的原理听起来简单,操作却异常艰难。如何对这些有极强核辐射、对人体有致命伤害的元器件进行剪切、分离、提取、提纯等等?每一步都是难题。我国科学家经过24年的科研,经过反复实验,终于突破了全套技术体系。
中核集团后处理中试工程总工程师 王健:完全是靠咱们国家自主设计、自主建造、自主研发的这么一个设施。
中核集团后处理中试工程总指挥 王俊峰:我们最后这一次(试验),制备出了合格的铀产品和钚产品,所以说我们成功了。
中国核工业集团总经理孙勤:在核燃料这个工业里面,我们是极少数几个能够形成核燃料循环的一个国家,因此来说,在国际上对整个技术水平、科技水平、我们将能够既有话语权,甚至还能起到一定的引导作用。
快堆技术简介:
快中子反应堆(简称快堆)属于全球第四代核能系统技术的应用,与目前运行及正在建设的第二代、第三代核电站相比,其形成的核燃料闭合式循环,可以使铀资源的利用率提高至60%以上(现有核电站只有1%,也就是提升了60倍)。
由于利用率的提高,相对较贫的铀矿有了开采的价值。就世界范围讲,可采铀资源将因此增加上千倍。以目前探明的天然铀储量推测,快堆的使用可以使铀资源可持续利用3000年以上。
中国实验快堆大事记
1986年863计划实施,开始“快中子增殖堆”课题预研
1995年12月中国实验快堆工程立项
1997年8月中国实验快堆被列为863计划重大项目
2000年5月核岛浇灌第一罐混凝土
2002年8月核岛厂房封顶
2005年8月堆本体安装开始
2007年6月堆内构件安装完成
2007年7月主控室交调
2007年12月完成模拟组件安装
2008年12月全厂安装完成,综合冷调开始
2009年3月堆本体气密性试验完成
2009年4月冷态调试结束,热态调试开始
2009年8月热态调试结束,具备首次装料条件
2010年6月首次装料
2010年7月首次临界