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快堆技术的发展,使铀资源短缺问题变得不再迫切。“打个比方,如果说现在热推条件下天然铀能够使用100年的话,利用快堆就可以使用6-7千年,”中国原子能研究院院长赵志祥说,“通过使用快堆,我们国家可以在千年的时间尺度上解决我们的核能发展问题。”
另一方面,由于快堆能够提高天然铀的使用率,还使得很多贫矿具有了开采价值,这将使世界可采铀资源增加上千倍。专家预计,以目前探明的天然铀储量推测,快堆的使用可使铀资源可持续利用3000年以上。
事实上,快堆不仅具有理论价值,还在国际上进行了示范运用。徐銤介绍说,目前全球正在运行的快堆有5座,其中最具典型性的是俄罗斯BH-600核电站,从1980年至今,这座快堆核电站的铀资源平均利用率达到了74%,而且运行平稳。
废料不再被抛弃
快堆技术之所以能够大幅度提高天然铀的使用率,主要原因在于快堆状态下,核废料能够作为燃料重新使用。这在解决燃料问题的同时,也在很大程度上解决了核废料的污染问题。
“现在使用的二代压水堆技术,只是利用了整个产业链的上游环节,快堆则把整个产业链闭合了起来,形成了循环经济,这样就使得经济更加优化,环境更加友好。”叶奇蓁表示。
尽管核能是一种清洁能源,但核废料的处理却是一个令全球头疼的问题。徐銤介绍说,压水堆产生出来的核废料不仅量大,而且放射性强,如果直接进行地质处置,耗资极其惊人。据介绍,压水堆核废料的放射性一般会延续300—400万年,保存不好会产生极大的危害,尽管目前由于核电规模小还没有产生大的影响,但在国际上已经招致反核人士的强烈抨击。随着未来全球核电的大发展,放射性物质会越来越多,核废料的处置问题必然无法回避。
快堆技术的应用,可以在很大程度上解决这一问题,“相比压水堆,快堆产生的核废料非常少,废料的一部分作为燃料被再次燃烧掉了,而且也大大降低了其辐射性,压水堆产生的废料,经过200—300年就能够达到与天然铀一样的放射水平,对其加以储存就不会对人类产生危害。”徐銤说。
快堆技术既能节约燃料,又可以减少污染,可以说一举两得。因此,中核集团公司总工程师雷增光满怀信心地表示,“快堆是集团公司核电发展的未来,是集团抢占核电发展战略制高点、增强核心竞争力的有力体现。”
但快堆的临界只是一个开始,徐銤预计到2030年,快堆技术在我国才能实现商业化运用。而在2030年之前的20年间,还有非常艰辛的工作等着他和他的同事们。“这20年间,需要加大科研力量,至少增加3倍以上的技术人员,要达到工业规模的快堆运行,保证未来的快堆能够达到第四代核电发展水平,还需要研究设备系统的可靠性,以及加强对材料、工艺方面的研究等。”徐銤表示。
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