《望》：中国核能开发的瓶颈

电力18讯：    最新一期的《望》周刊发表顾忠茂的文章“中国核能开发的瓶颈”，现转载如下：

  目前中国国内以压水堆为主的热中子堆核电技术已初步形成产业，并将在今后３０～５０年内成为我国核电的主导产业。国内正在开展的诸如百万千瓦级大型压水堆等项目的开发，将使我国的核电技术从第二代向第三代发展而逐步与国际接轨，进一步提高核电的技术与经济竞争力。热堆核电技术的发展，总体上可以说属于核电产业的升级工程。

    如果说热堆核电站是“今天”的核电产业，则快中子堆核能系统可以视为“明天”的核能产业（包括发电、供热和产氢），聚变堆核能系统为“后天”的核能产业。

    核裂变能指热堆或快堆运行所释放出的能量。核裂变能的可持续发展依赖于铀资源的充分利用和核废物的最少化。

    目前世界上运行的热堆核电站，其铀资源的利用率不到１％。地球上已探明的常规铀资源（一般指品位高于０．１％的铀矿）储量为４００万吨左右。按全世界核电站目前的燃料使用水平（６～７万吨天然铀／年），地球上的铀储量可供使用６０年左右；只有通过核燃料的再循环，才能提高铀资源的利用率。热堆核电站乏燃料经后处理提取的铀和钚，如果返回热堆中循环使用，则铀资源的利用率可提高０．２～０．３倍，核废物的体积和毒性可分别降低约５倍；如果在快堆中多次循环使用，则铀资源利用率可提高５０～６０倍，核废物的体积和毒性可进一步降低。这意味着，采用快堆技术及其相应的先进核燃料闭合循环，可以使地球上低开采成本的铀资源利用３０００年以上。由此可见，核裂变能可持续发展的根本出路在于快堆及其燃料闭合循环。正因为如此，美国第四代核能系统“路线图”将快堆及其燃料循环列为核能发展主要方向，俄罗斯也大力倡导发展快堆核能系统。

    快堆核能系统进入核能市场的时机，主要取决于经济可开采的铀资源何时耗竭和快堆核能系统的技术成熟度。考虑到几十年后地球上经济可开采的铀资源将趋于短缺，我们必须在做好热堆核电产业技术升级的同时，不失时机地启动快堆核能系统的技术开发，为“明天”的核能产业做好技术准备。

    中国快堆技术的基础研究始于上世纪６０年代中后期，但研究开发的进程相当缓慢。

    如前所述，核燃料闭合循环是快堆核能系统的基础，它包括热堆乏燃料后处理、快堆燃料制备和快堆乏燃料后处理等。没有核燃料闭合循环，快堆将只是一座“孤岛”，快堆运行将是无米之炊。但是，由于种种原因，我国对快堆技术本身的研究开发都缺乏力度，更谈不上对快堆燃料循环的系统考虑。我国在核燃料后端循环技术方面的现状是：热堆乏燃料后处理的技术水平相当落后，快堆燃料制备技术研究刚刚开始，快堆乏燃料后处理的研究尚未作任何安排。

    目前国际上快堆燃料循环系统的研究开发虽未达到商用水平，但已积累了不少经验。各主要核国家均掌握了热堆乏燃料水法后处理技术。在快堆乏燃料干法后处理方面，美国已取得了实质性突破，并于２００１年成功地处理了５００千克快堆乏燃料。俄罗斯在快堆乏燃料的干法后处理方面也已达到中试规模。２００１年，俄罗斯干法后处理已达到半工业规模。

    我国在快堆核能系统的研究开发方面，首先应制定快堆核能系统研究发展战略，确定总体目标和分阶段实施目标。快堆循环技术的研究开发是一项投资巨大、耗时较长的极为复杂的系统工程，我国的快堆技术不应像以往那样与核燃料循环脱钩而孤立地发展，应借鉴日、印等国成功的经验，做好快堆核能系统的顶层设计，将快堆、热堆乏燃料后处理、快堆燃料制备、快堆乏燃料后处理等技术进行一体化系统策划，在国家统一规划、总体布局之下，使我国快堆核能系统的各个环节得以同步协调发展。争取用３０～４０年的时间，实现各个环节的技术突破，逐步形成我国快堆核能产业，从而解决我国能源可持续发展的后顾之忧。（中国原子能科学研究院教授 博士生导师）