中国铀利用率提升60倍 资源延寿3000年

中国核研究取得重大技术突破

“废料”

和火力发电需要不断加煤一样：当核燃料维持不了一定的功率时，也需要更换。被换下来的核燃料组件，就叫作乏燃料。

再生

通过一系列的化学过程把乏燃料再制成核电所需要的燃料元件，这样可以使铀资源的利用率提高至60%以上。

近日，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。

“煤渣”“乏燃料”再生产

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，就叫作乏燃料。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%—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：“这时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。”

设施完全自主设计建造

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。

“该项系统设施完全是靠咱们国家自主设计、自主建造、自主研发。”王健说。

中核集团后处理中试工程总指挥王俊峰透露：“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说：“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。”

铀资源利用率提高60倍

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，简单来说，即主要钚-239为核燃料，并利用钚-239裂变时放出来的快中子，将反应区的铀-238变成钚-239，从而实现核燃料闭路循环使用的一种核电技术线路。

与目前运行及正在建设的第二代、第三代核电站相比，快堆可以使铀资源的利用率提高至60%以上（现只有1%，也就是提升了60倍）。

厦门大学能源研究院院长、核能专家李宁介绍，国际核能先驱提倡用这种能够“增殖”的快堆加上乏燃料的后处理，在理论上能够使铀资源的利用效率提高到60%-70%。“从不到1%到60%，也就是中国探明铀资源使用年限一下子变得能够用3000年的原因。”李宁说。

□新闻揭秘

乏燃料水下保存

此前，法国、英国、俄罗斯、日本、印度等国掌握动力堆乏燃料后处理技术，但对自己的核心技术体系每个国家都是严格保密。而我国核燃料已经发展20多年，目前已经有13个建好的核电机组，每年都会产生大量的乏燃料组件，在没有掌握这项技术之前只有一个处理办法——存起来。

不仅是我国，世界各国在不掌握动力堆乏燃料后处理技术之前，都只能是把乏燃料组件存在特殊的水池里，这种水池的特殊之处在于里面的水经过特殊处理，可以屏蔽核辐射。根据乏燃料组件的不同，水深从几米到十几米不等。

但是，这样的储存具有安全隐患。因为乏燃料组件放射性很强，衰变时间也非常长，而且长期储存的费用相当高，所以要可持续发展核电，乏燃料后处理技术就必须突破。乏燃料元件整个的后处理工程取得的成功，对进一步安全高效地发展核电，对发展清洁能源，起着一个非常基础性的作用。

据央视、《第一财经日报》

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