7月21日,中国核工业集团公司在北京宣布,该集团旗下原子能院研发的中国实验快堆首次成功临界,即达到裂变反应可以维持的条件。继美国、法国、俄罗斯等国家之后,我国成为世界上第8个拥有快堆技术的国家。 这一国家“863”计划重大项目目标的全面实现,标志着列入国家中长期科技发展规划前沿技术的快堆技术取得重大突破。这也标志着我国在占领核能技术制高点,建立可持续发展的先进核能系统上跨出了重要的一步。 快堆是核电技术制高点 在核电领域,通常把上世纪五六十年代建造的验证性核电站称为第一代;七八十年代标准化、系列化、批量建设的核电站称为第二代;第三代是指九十年代开发成熟的先进轻水堆。第四代核电技术则是指正在开发中的新一代核电技术,国际上对其提出了经济性更好、安全性更高、核废物最少、防止核扩散能力强等多项要求。 目前,国际上推荐的第四代核电站6种反应堆堆型中,有3种是快堆。在快堆中,铀的利用率实际上可以达到60%~70%,远远超过传统的反应堆。而且,贫铀、乏燃料、低品位的铀矿,乃至海水里的铀,都可以成为快堆的燃料来源。 记者在采访中了解到,快堆的全称是快中子增殖堆,其反应过程中铀235与钚239燃料裂变时产生的快中子,不会被减速。因此,当快中子轰击反应区周围的铀238时,铀238会以一定比例将其吸收,产生新的钚239。于是,新的核燃料不断产生,再生速度高于消耗速度,核燃料越烧越多。每过一段时间,快堆核电站所得到的钚239,还可以装备一座相同规模的快堆,一座快堆会变成两座,两座变成4座。 在天然铀中,仅有不到1%的铀同位素――铀235,能够在热中子作用下发生裂变反应,而占天然铀绝大部分的铀同位素――铀238却不能。这意味着,铀燃料中99%的能量被浪费了。照此计算,全世界核电总装机容量为3.6亿千瓦,每年需要铀5万多吨,而铀矿探明储量只有459万吨,根本用不了几十年。 快堆充分满足了第四代核电技术对于经济性、安全性、核废物的诸多要求,而欧洲原子能机构苏尼尔?费里克斯教授也曾公开表示,目前情况下,最有希望的第四代核电技术就是快堆。 “以燃烧铀235为主的热堆电站的发展规模,以及铀资源的使用时间都是有限的,我国大规模发展第三代反应堆是不可能完成的任务,核电的未来还是要依靠快堆”,立博平台,立博官网相关人士告诉本报记者,该技术的突破将对我国核电行业发展形成利好,而对计划去海外收购铀资源的相关企业造成一定压力。 或解决铀资源紧缺难题 铀资源是核电站的“粮食”,是当前世界各国争夺资源列表上的重中之重。在世界各国大兴核电之时,人们逐渐开始担心铀资源的可持续性。随着国际铀资源的价格暴涨,铀资源有限的储量一度成为核电发展的瓶颈。 对缺少铀矿资源的我国来说,形势更为急迫。按照我国在丹麦哥本哈根会议上做出的节能减排承诺,2020年我国核电装机目标预计将达到7000万千瓦以上,届时我国每年需要1万余吨铀。 在日本福岛核事故后,我国曾暂停了核电领域新项目的审批,外界对我国核电的发展态度存在担忧。 一位长期关注我国核电发展的人士曾在核危机出现后表示了他的担忧:我国核能民用研究长期被忽视,体制不顺、投入不足、人才流失,当我国以惊人速度建设核电站时,却只能将这个巨大市场和能源命脉拱手“让”给外国公司。 “快堆技术的突破,将使中国具备完整的核燃料闭式循环的技术条件,铀资源的利用率提高了60倍,到达60%,同时乏燃料中的放射性废物的体积与处置时间也大大缩短,大幅降低了乏燃料处理的难度与成本。此次实验快堆取得的进展,可以给中国核能研究带来转机,并在未来为中国的核电发展提供自主技术支撑”,该人士同时表示,快堆技术的实现将改变人们对于铀资源短缺的预期,国际铀矿的价格也将回复理性,同时也减少了社会对于放射性废物处置的担忧。总之,核电在世界范围内的快速发展将不再受到铀资源的限制。 “通常我们运行的反应堆对铀资源的利用率仅有1%,经过一次‘燃烧’后,不仅大量铀仍然存在,而且会有更高裂变价值的核素产生,可以回收利用。”中国核工业集团技术专家表示,以压水堆乏燃料为燃料的快堆技术,不仅解决了铀资源和乏燃料双重问题,同时其技术本身是第四代核电技术,安全性能也因此大幅提升,有望在商业化后进行推广。 可以预见的是,快堆将成为未来核电领域的技术高地。目前,各国正在继续推进快堆的研究和商用开发,相关人士表示,实现商用的时间预计在2030年~2035年之间。 新闻链接:我国首座快堆实现并网发电 我国第一个由快中子引起核裂变反应的中国实验快堆7月21日10时成功实现并网发电。 中国实验快堆是我国快中子增殖反应堆(快堆)发展的第一步。该堆采用先进的池式结构,核热功率65兆瓦,实验发电功率20兆瓦,是目前世界上为数不多的大功率、具备发电功能的实验快堆,其主要系统设置和参数选择与大型快堆电站相同。实验快堆充分利用固有安全性并采用多种非能动安全技术,安全性已达到第四代核能系统要求。 “快中子反应堆是世界上第四代先进核能系统的主力堆型,代表了第四代核能系统的发展方向。”中国实验快堆首席专家表示,以快堆为牵引的先进核燃料循环系统具有两大优势:一是能够大幅度提高铀资源的利用率,可将天然铀资源的利用率从目前在核电站中广泛应用的压水堆的约1%提高到60%以上;二是可以嬗变压水堆产生的长寿命放射性废物,实现放射性废物的最小化。快堆技术的发展和推广,对促进我国核电可持续发展和先进燃料循环体系的建立具有重要意义。 据介绍,在长达20多年的实验快堆研发过程中,我国全面掌握了快堆技术,取得了一大批自主创新成果和专利,实现了实验快堆的自主研究、自主设计、自主建造、自主运行和自主管理,形成了完整的研发能力,并培养了一批优秀的技术人才队伍。在此基础上,中核集团已经开始着手研发百万千瓦级商用快堆电站技术。 中国实验快堆项目由科技部、国防科工局主管,中国核工业集团公司组织,中国原子能科学研究院具体实施。多年来,原子能院组织国内相关大学、研究院和企业等几百家单位并大力开展国际合作,经过多年不断的创新探索和协作攻关,先后完成了研究、设计、建造、调试,2009年5月开始系统热调试,2010年7月21日实现首次核临界。记者 宋阳? |
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我国进入“快堆时间” 占领核能技术制高点
发布时间:2011-07-29
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