|
7月21日，中國核工業集團公司在北京宣布，該集團旗下原子能院研發的中國實驗快堆首次成功臨界，即達到裂變反應可以維持的條件。繼美國、法國、俄羅斯等國家之后，我國成為世界上第8個擁有快堆技術的國家。 這一國家“863”計劃重大項目目標的全面實現，標志著列入國家中長期科技發展規劃前沿技術的快堆技術取得重大突破。這也標志著我國在占領核能技術制高點，建立可持續發展的先進核能系統上跨出了重要的一步。 快堆是核電技術制高點 在核電領域，通常把上世紀五六十年代建造的驗證性核電站稱為第一代；七八十年代標準化、系列化、批量建設的核電站稱為第二代；第三代是指九十年代開發成熟的先進輕水堆。第四代核電技術則是指正在開發中的新一代核電技術，國際上對其提出了經濟性更好、安全性更高、核廢物最少、防止核擴散能力強等多項要求。 目前，國際上推薦的第四代核電站6種反應堆堆型中，有3種是快堆。在快堆中，鈾的利用率實際上可以達到60%～70%，遠遠超過傳統的反應堆。而且，貧鈾、乏燃料、低品位的鈾礦，乃至海水里的鈾，都可以成為快堆的燃料來源。 記者在采訪中了解到，快堆的全稱是快中子增殖堆，其反應過程中鈾235與钚239燃料裂變時產生的快中子，不會被減速。因此，當快中子轟擊反應區周圍的鈾238時，鈾238會以一定比例將其吸收，產生新的钚239。于是，新的核燃料不斷產生，再生速度高于消耗速度，核燃料越燒越多。每過一段時間，快堆核電站所得到的钚239，還可以裝備一座相同規模的快堆，一座快堆會變成兩座，兩座變成4座。 在天然鈾中，僅有不到1%的鈾同位素――鈾235，能夠在熱中子作用下發生裂變反應，而占天然鈾絕大部分的鈾同位素――鈾238卻不能。這意味著，鈾燃料中99%的能量被浪費了。照此計算，全世界核電總裝機容量為3.6億千瓦，每年需要鈾5萬多噸，而鈾礦探明儲量只有459萬噸，根本用不了幾十年。 快堆充分滿足了第四代核電技術對于經濟性、安全性、核廢物的諸多要求，而歐洲原子能機構蘇尼爾?費里克斯教授也曾公開表示，目前情況下，最有希望的第四代核電技術就是快堆。 “以燃燒鈾235為主的熱堆電站的發展規模，以及鈾資源的使用時間都是有限的，我國大規模發展第三代反應堆是不可能完成的任務，核電的未來還是要依靠快堆”，國家能源局相關人士告訴本報記者，該技術的突破將對我國核電行業發展形成利好，而對計劃去海外收購鈾資源的相關企業造成一定壓力。 或解決鈾資源緊缺難題 鈾資源是核電站的“糧食”，是當前世界各國爭奪資源列表上的重中之重。在世界各國大興核電之時，人們逐漸開始擔心鈾資源的可持續性。隨著國際鈾資源的價格暴漲，鈾資源有限的儲量一度成為核電發展的瓶頸。 對缺少鈾礦資源的我國來說，形勢更為急迫。按照我國在丹麥哥本哈根會議上做出的節能減排承諾，2020年我國核電裝機目標預計將達到7000萬千瓦以上，屆時我國每年需要1萬余噸鈾。 在日本福島核事故后，我國曾暫停了核電領域新項目的審批，外界對我國核電的發展態度存在擔憂。 一位長期關注我國核電發展的人士曾在核危機出現后表示了他的擔憂：我國核能民用研究長期被忽視，體制不順、投入不足、人才流失，當我國以驚人速度建設核電站時，卻只能將這個巨大市場和能源命脈拱手“讓”給外國公司。 “快堆技術的突破，將使中國具備完整的核燃料閉式循環的技術條件，鈾資源的利用率提高了60倍，到達60%，同時乏燃料中的放射性廢物的體積與處置時間也大大縮短，大幅降低了乏燃料處理的難度與成本。此次實驗快堆取得的進展，可以給中國核能研究帶來轉機，并在未來為中國的核電發展提供自主技術支撐”，該人士同時表示，快堆技術的實現將改變人們對于鈾資源短缺的預期，國際鈾礦的價格也將回復理性，同時也減少了社會對于放射性廢物處置的擔憂。總之，核電在世界范圍內的快速發展將不再受到鈾資源的限制。 “通常我們運行的反應堆對鈾資源的利用率僅有1%，經過一次‘燃燒’后，不僅大量鈾仍然存在，而且會有更高裂變價值的核素產生，可以回收利用。”中國核工業集團技術專家表示，以壓水堆乏燃料為燃料的快堆技術，不僅解決了鈾資源和乏燃料雙重問題，同時其技術本身是第四代核電技術，安全性能也因此大幅提升，有望在商業化后進行推廣。 可以預見的是，快堆將成為未來核電領域的技術高地。目前，各國正在繼續推進快堆的研究和商用開發，相關人士表示，實現商用的時間預計在2030年~2035年之間。 新聞鏈接：我國首座快堆實現并網發電 我國第一個由快中子引起核裂變反應的中國實驗快堆7月21日10時成功實現并網發電。 中國實驗快堆是我國快中子增殖反應堆（快堆）發展的第一步。該堆采用先進的池式結構，核熱功率65兆瓦，實驗發電功率20兆瓦，是目前世界上為數不多的大功率、具備發電功能的實驗快堆，其主要系統設置和參數選擇與大型快堆電站相同。實驗快堆充分利用固有安全性并采用多種非能動安全技術，安全性已達到第四代核能系統要求。 “快中子反應堆是世界上第四代先進核能系統的主力堆型，代表了第四代核能系統的發展方向。”中國實驗快堆首席專家表示，以快堆為牽引的先進核燃料循環系統具有兩大優勢：一是能夠大幅度提高鈾資源的利用率，可將天然鈾資源的利用率從目前在核電站中廣泛應用的壓水堆的約1%提高到60%以上；二是可以嬗變壓水堆產生的長壽命放射性廢物，實現放射性廢物的最小化。快堆技術的發展和推廣，對促進我國核電可持續發展和先進燃料循環體系的建立具有重要意義。 據介紹，在長達20多年的實驗快堆研發過程中，我國全面掌握了快堆技術，取得了一大批自主創新成果和專利，實現了實驗快堆的自主研究、自主設計、自主建造、自主運行和自主管理，形成了完整的研發能力，并培養了一批優秀的技術人才隊伍。在此基礎上，中核集團已經開始著手研發百萬千瓦級商用快堆電站技術。 中國實驗快堆項目由科技部、國防科工局主管，中國核工業集團公司組織，中國原子能科學研究院具體實施。多年來，原子能院組織國內相關大學、研究院和企業等幾百家單位并大力開展國際合作，經過多年不斷的創新探索和協作攻關，先后完成了研究、設計、建造、調試，2009年5月開始系統熱調試，2010年7月21日實現首次核臨界。記者 宋陽? |
您當前位置：首頁 > 正文
我國進入“快堆時間” 占領核能技術制高點
發布時間：2011-07-29
來源：中國經濟導報
大中小