登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
核燃料闭式循环破解难题
在张东辉看来,压水堆核电站的乏燃料绝非“废料”,但要想获取天然铀中超过95%的铀资源及通过核反应新产生的钚元素也不是一件容易的事,必须建立起以快堆为主,完整的核燃料闭式循环系统。
乏燃料后处理的核心是进行铀钚分离,之后还要经MOX(铀钚混合氧化物)燃料制造厂制造成MOX燃料,供应给快堆燃烧并增殖燃料,快堆所产出的乏燃料再进行后处理和快堆燃料制造。如此循环多次,才能使得核燃料得到更加充分的利用,同时使核废物的辐射强度大幅减弱。这被称为核燃料的闭式循环。
在中国原子能院所设计的示范快堆中,可以将天然铀中99.3%的铀-238转换成好用的钚-239全部用来发电,每消耗1公斤快堆燃料可以产出1.2公斤新燃料。从效果看,快堆运行中并不消耗放入的铀-235,而是更多地消耗占天然铀99.2%以上,又不能被压水堆燃烧的铀-238。因此,在发展压水堆的基础上发展快堆,考虑钚的再循环和损耗,可将铀资源的利用率提高到60%-70%。
而在核燃料闭式循环过程中,包括长寿命放射性物质LLFP在内的剩余物质放在快堆中燃烧,被称为嬗变。经过这一过程,乏燃料衰变到天然铀的放射性所需要的时间就从大概300多万年降低到300-400年,而体量则至少能降低1个数量级。
闭式循环建成尚需时日
2011年1月初,我国乏燃料后处理中试厂热调试成功的新闻闯入人们视线。“标志着我国已掌握动力堆乏燃料后处理技术,也标志着后处理的整个工艺流程全线打通”的表述吸引了多方目光。
据中试厂所在的中核404厂公开资料显示,早在上世纪60年代中期,中国就成功开发了军用后处理技术,并建成后处理厂。随着军用后处理厂停产,后处理技术研发陷入停滞状态。1986年,曾参与中国原子弹制造的中核404厂开始“军转民”,被确定为乏燃料后处理基地。
此次完成热调试的中试厂后处理规模较小。有消息透露,此次中核404中试工程处理了10个核燃料组件,按每个组件460多公斤计算,一共是近5吨左右的乏燃料。
据了解,在完成国家规定的50吨乏燃料处理任务后,中试厂将进行改扩建,形成年处理80吨的能力。
张东辉告诉记者,我国的后处理中试项目与快堆项目立项时间相差不多,于1986年立项,2006年最终建成,前后经历20年时间,花费十几亿元。在国家科技16个重大专项之一《大型先进压水堆和高温气冷堆核电站重大专项》中为后处理技术单列出了70多亿元的经费。
然而在顾忠茂看来:“404中试厂的技术并没有实现完全自主化,包括剪切机、溶解机和后处理钚尾端在内的一些关键设备以及远距离维修技术,自控技术等都还比较落后”。
而MOX燃料制造显然更为遥远。记者了解到,在中核404厂,有一条500吨的MOX生产线在建设之中,但具体建设进度没有公开资料。
顾忠茂告诉记者,早在20世纪60年代,法国、美国、意大利、德国、日本和印度等国纷纷建立实验室,研发供快中子增殖堆使用的MOX燃料。之后20年时间,国际上曾形成一波快堆MOX燃料的研究高潮。
截至2008年,国际上共建造了24座MOX燃料厂,生产能力为每年213吨,其中轻水堆-MOX燃料厂与快堆-MOX燃料厂各占一半。到2012年,预计世界上主要的轻水堆燃料生产国法国、日本、英国的年MOX燃料生产能力将达195吨、130吨以及40吨。
在自主研发的同时,中国和法国也一直就后处理厂的技术引进和合作进行谈判。
据媒体报道,在2008年的中国国际核工业展上,法国原子能委员会主席贝尔纳.毕戈曾披露部分中法合作细节:中法已经开始合作建设一座价值150亿欧元的乏燃料后处理厂,年处理能力800吨。但据中核集团内部人士透露,法国开出了天价,堪比一个三峡工程。而法国曾考虑为美国建设的年处理能力为2500吨的后处理厂开价120亿美元。
造成巨大差价的原因在于美国虽早在1977年便决定采用“一次通过”循环方式处理乏燃料而放弃了后处理计划,但后处理技术的研发却并未停止。这使得美国在谈判中掌握了较大的话语权。
因此,在技术引进的谈判中要掌握话语权,就必须有一定的技术基础。在顾忠茂看来,404中试厂的热调试成功已经为我国在谈判中加重了筹码。
资料
MOX燃料与快堆
MOX燃料是一种核燃料,它包含多个可增殖的可衰变氧化物,特别是PuO2(氧化钚)与UO2(氧化铀)的混合燃料(UO2来源广泛,包括天然的、经过再加工的以及核废料当中的)。钚是一种自然界不存在的人造放射性同位素,铀燃料在反应堆中燃耗时会产生钚。在核燃料循环中,如何有效合理地利用钚,一直是原子能和平利用的重要任务。最初利用铀的链式反应生产钚是为了军事目的,即生产核武器。但随着高富集铀生产技术的发展以及钚量的增加,钚除用于制备核武器外,还可以制成核燃料,用作和平目的,其中最有效的利用就是钚铀混合氧化物燃料,即MOX燃料。MOX可以利用乏燃料中的钚。一般情况下,乏燃料中钚的含量为1%,其中2/3的物质具有放射性,钚-239占50%,钚-241占15%,每年全世界大约有70吨可用来生产MOX燃料的钚被当作核废料倾倒。有统计数据表明,钚的单次循环利用可以将铀原料的利用率提高12%,而如果将核废料中的铀也循环利用,那么利用率将提高22%。
快堆中常用的核燃料是钚-239,而钚-239发生裂变时放出来的快中子会被装在反应区周围的铀-238吸收,又变成钚-239。这就是说,在堆中一边消耗钚-239,又一边使铀-238转变成新的钚-239,而且新生的钚-239比消耗掉的还多,从而使堆中核燃料变多,实现增殖。目前,各国发展的主要是用MOX作燃料,用液态钠作冷却剂的快中子增殖堆,它的倍增时间是30多年。也就是说,只要添加铀-238,每过30多年,快堆核电站就可翻一番。理论上快堆可以将铀-238、铀-235及钚-239全部加以利用,并将铀的利用率提高到60%-70%,比热堆中的压水堆高140倍,比重水堆高70倍以上。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
4月15日,越南正式批准了其国家电力发展规划(PDP8)的修订版,计划到2030年投入1363亿美元,以增强长期能源安全。这份更新的路线图不仅提高了可再生能源的占比,而且首次纳入了核能。到2030年,越南的总装机容量预计将增加多达236吉瓦,比之前获批的版本增加了50%。(来源:国际能源小数据作者:ESmal
巴基斯坦当地时间4月18日,中国出口海外的第二台华龙一号核电机组——巴基斯坦卡拉奇核电站3号(K-3)机组正式通过最终验收。至此,华龙一号海外首个工程两台机组(K-2/K-3)全部交付巴方,再次验证中国自主三代核电技术华龙一号的技术成熟性和国际市场适应性,为共建“一带一路”国家提供可推广的清洁
4月17日,田湾核电7号机组首台柴油发电机组首次启动成功,为后续冷试目标顺利实现迈出了坚实一步。为切实保障柴油发电机组空载试验任务的顺利完成,连云港项目部高度重视,精心组织,严密部署。项目部通过成立柴油机安装、调试联合专项小组,针对柴油发电机组首次启动的供货、安装、酸洗、调试阶段进行
上周,德国候任总理弗里德里希·默茨(FriedrichMerz)领导的基民盟/基社盟(CDU/CSU)与社民党(SPD)达成联合执政协议,标志着德国能源转型(Energiewende)从绿党主导的“激进脱碳”转向“平衡务实”的新阶段。在执政协议中,气候能源政策以“技术中立、市场导向”为核心,在坚守2045年气候中和目标
新一轮电力体制改革10年来,广东电力市场实现了从“价差传导”向“顺价联动”、从“只降不升”向“能升能降”、从现货“间断运行”向“连续运行”等根本性突破,从2015年全国第一个实现中长期集中交易,到2019年全国第一个开展现货结算试运行,再到2021年全国第一批现货市场“转正”,广东电力市场为电
在电力行业,我国长期面临着“卡脖子”的困境。关键设备与核心技术受制于人,严重制约着我国电力产业的自主发展。作为电力装备领域"国家队",西安西电开关电气有限公司(以下简称“西开电气”)以使命担当,大力投入研发,成功研制出一系列大国重器,打破国外技术垄断,为我国电力行业的独立自主发展开
党的二十届三中全会提出:“国家安全是中国式现代化行稳致远的重要基础。必须全面贯彻总体国家安全观,完善维护国家安全体制机制,实现高质量发展和高水平安全良性互动,切实保障国家长治久安。”作为国家安全的重要组成部分,能源安全事关经济社会发展全局。党的十八大以来,习近平总书记围绕国家能源
当前,位于广东梅州、肇庆、惠州、茂名等地的抽水蓄能工程正加速推进,“进度条不断刷新,从今年起,4座抽水蓄能电站将陆续建成投产,推动广东年内成为全国首个抽水蓄能在运规模突破1000万千瓦的省份。电站建成后,每年最多可消纳清洁能源136.8亿千瓦时相当于广东620万居民用户一年的用电需求。变速抽
4月8日,应中国国家原子能机构邀请,国际原子能机构总干事格罗西到访中国,首站走进中核集团海南昌江核电基地,实地调研全球首个陆上商用模块化小型堆玲龙一号工程,并见证《中国小型模块堆通用用户要求文件》发布。他高度肯定中国在世界核电发展中的示范作用,并为中国小堆的发展点赞。他指出,中国通
4月5日,国电南自研制的NPS801自主可控发变组保护装置在秦山核电基地方家山核电站1号机组成功投运,这是全国产自主可控发变组保护装置在核电领域的首套应用,首次实现了核电机组保护的元件级自主可控,进一步推动了国产电力核心设备在核电领域的广泛应用。NPS801自主可控发变组保护装置基于国产先进元
4月2—3日,央视财经频道《经济信息联播》推出新一轮电力体制改革十年主题策划——电改“新”观察专题系列报道。其中报道了广东汕头的亚洲单体连片规模最大淡水渔光互补一体化项目并网后将以“市场电量+基数电量”模式结算的案例,以及即将投入商业运行的海南首个独立共享储能项目的案例。2015年3月,
2025年4月11日,中国核能行业协会发布第53期“CNEA国际天然铀价格预测指数(2025年4月)”。一、短期-月度现货价格预测指数(月度更新)上期预测结论是:利空与利好因素影响参半,美国总统特朗普的外交、关税政策不确定性持续酝酿市场观望情绪,一是美俄关系逐步改善后,美方可能放宽对俄浓缩进口豁免
4月17日,国家电投集团党组书记、董事长刘明胜在总部与中国大唐党组书记、董事长吕军会谈,就进一步深化合作进行交流。中国大唐董事、总经理、党组副书记张传江,党组成员、副总经理曲波;国家电投集团董事、总经理、党组副书记栗宝卿,党组成员、副总经理卢洪早参加会谈。吕军感谢国家电投集团长期以
4月15日,中越发表《联合声明》,其中提出,努力将科技合作打造成为两国合作新亮点,探讨开展人工智能、半导体、核能等领域合作,落实好中越科技合作协定,继续发挥好科技合作联委会作用,深化科技创新政策对接,在医药卫生、防灾减灾、清洁能源、绿色农业等领域开展联合研究,加强中越科技人文交流,
4月8日,应中国国家原子能机构邀请,国际原子能机构总干事格罗西到访中国,首站走进中核集团海南昌江核电基地,实地调研全球首个陆上商用模块化小型堆玲龙一号工程,并见证《中国小型模块堆通用用户要求文件》发布。他高度肯定中国在世界核电发展中的示范作用,并为中国小堆的发展点赞。他指出,中国通
“十四五”以来,中国能建坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为引领,将科技创新作为“头号工程”,着力打造具有能建特色的新质生产力,开启了以“四型八网”建设高质量发展“四新”能建崭新局面,为全面推进中国式现代化做出了积极贡献。3月20日,中国能建成功举办科技创新大会,并发布20项中国
3月7日,《烟威1000kV特高压交流输变电工程环境影响报告书》报批前公示。工程建设必要性(1)2030年前烟台和威海地区计划投产的大型电源项目装机容量合计8388MW,其中煤电和燃机10488MW、核电10400MW、海上新能源17500MW(风电和光伏分别为13500MW和4000MW),根据平衡计算,2027年、2030年、2035年烟
据Euractiv报道,哈萨克斯坦加快了其首座核电站(NPP)的开发进程,希望解决电力短缺问题,同时减少对煤炭储备的依赖,也引发了关于未来可再生能源需求的疑问。哈萨克斯坦是世界上最大的铀生产国,现在正加快速度建造其第一座核电站,以解决其能源问题。托卡耶夫总统表示,该进程需要加快,因为哈萨克
电力是国民经济发展的“晴雨表”,能够直观反映国民经济运行的情况。2024年是实现“十四五”电力规划目标任务的关键一年,也是电力大发展、大突破的一年,全年电力供需总体基本平衡,绿色低碳转型持续推进。截至当年底,全国累计发电装机容量达33.5亿千瓦,同比增长近15%,首次迈入30亿千瓦装机“大关
2月27日,中核二三召开领导干部任职宣布大会。中核集团副总工程师,中国核建党委书记、董事长陈宝智出席会议并讲话,中核二三董事王义、刘月梅参加会议。中国核建人力资源部(组织部)总经理王林森主持会议并宣布任免决定:推荐屈强为中核二三副总经理(主持经理班子工作);建议免去范凯兼任的中核二
为确保能源的饭碗必须牢牢地端在自己手里,近年来我国能源安全再度被提高到前所未有的高度,需要处理好能源发展与安全、近期与远期、新能源与传统能源之间的关系。2024年政府工作报告提出,强化能源资源安全保障,推进产业结构、能源结构、交通运输结构、城乡建设发展绿色转型。深入推进能源革命,控制
2月14日,中国华能集团有限公司董事长、党组书记温枢刚在集团公司总部会见中国广核集团有限公司党委书记、董事长杨长利,党委副书记、总经理高立刚一行。集团公司副总经理、党组成员张涛,中广核集团党委常委、副总经理庞松涛参加会见。双方就进一步深化核电领域合作交换了意见。温枢刚对杨长利一行的
在巴基斯坦卡拉奇市天堂角,我国自主三代核电“华龙一号”首个海外工程全面建成投产;在有着“东方夏威夷”美誉的山东荣成石岛湾,我国自主四代核电实现从试验堆向商业堆的跨越,目前运营良好;在椰林婆娑的海南昌江,全球首个陆上商用模块化小堆“玲龙一号”安装工作进入高峰期,预计2026年建成投运…
2025年全国两会期间,科技创新与高质量发展成为各界关注的焦点。作为我国核工业的“国家队””,中核集团如何以“硬核”科技支撑国家能源安全?如何在开放合作中实现科技自立自强?全国政协委员,中核集团党组成员、副总经理辛锋日前在接受记者采访时系统阐述了履职一年来的思考与建议,并分享了中核集
期待加深与民企合作共同推动核电事业高质量发展——访全国政协委员,中国核能电力股份有限公司党委书记、董事长卢铁忠核能作为安全、经济、高效的清洁能源,对于保障国家能源安全、促进我国能源体系清洁低碳转型,具有独特作用和重要意义。备受关注的民营经济在核电领域有哪些贡献?民营企业可以在核电
北极星电力网获悉,全国政协委员、来自中核集团的卢铁忠表示,为响应国家未来产业战略发展要求,我国核能发展将按照“三步走”战略实施,一批先进核能技术将加快推进。核能“三步走”战略是指中国核能发展的长期规划,具体包括三个阶段:热堆、快堆和聚变堆,其中的热堆代表就是“华龙一号”。截至目前
2月28日,2025年全国两会即将启幕之际,中核集团在京举行两会代表委员记者见面会。全国政协委员,中核集团党组成员、副总经理辛锋与其他代表委员们集体亮相,积极回应社会媒体关注的热点问题,主动传递核行业声音。来自人民日报、新华社、CGTN、科技日报、中国电力报、微博、知乎等32家中央媒体、行业
核能发电具有经济性好、出力稳定性和碳排放低等优势,但目前仅有少数发电企业具备核电开发资质。普通发电企业如何参与核电项目呢?(来源:能源新媒文/陈愚)核电是能大规模开发的、稳定出力的低碳电源,且经济效益较好。2025全国能源工作会议数据显示,截至2024年,我国在运和核准在建核电机组装机约1
推进我国核能事业高质量发展是一项长期而艰巨的任务。(来源:能源新媒文/卢铁忠)作者系全国政协委员,中国核能电力股份有限公司党委书记、董事长党的二十届三中全会指出,深化生态文明体制改革,健全绿色低碳发展机制,加大力度建设新型能源体系是我们当前一个时期的重要任务。核能作为清洁、低碳、
1.中核集团深入学习宣传贯彻党的二十届三中全会精神以赓续奋斗纪念我国第一颗原子弹爆炸60周年2024年是新中国成立75周年,是中国第一颗原子弹爆炸60周年,也是“两弹一星”精神提出25周年。中核集团深入学习贯彻习近平总书记重要指示批示精神和党中央决策部署,贯彻落实党的二十大和二十届二中、三中全
自2019年以来,国资委聚焦国家重大需求,组织60余家中央企业,在核心电子元器件、碳纤维、关键零部件、高端仪器仪表等领域,分两批组建了7个创新联合体。今年6月,国资委启动了第三批中央企业创新联合体建设。该批中央企业创新联合体围绕战略性新兴产业和未来产业等重点领域,在工业软件、工业母机、算
北极星储能网获悉,11月28日,中国核建发布关于落实“提质增效重回报”行动方案的公告,表示加快发展战略性新兴产业,加快培育未来产业,推动资源配置、组织结构等向深远海风电、新型储能、抽水蓄能、低空经济、新材料、大数据、算力、数字化基础设施等领域发力,打造新的经济增长点,拓展企业市场空间
核电已成为破解科学降碳和用能成本难题的重要选项——2024第三届深圳核博会观察“核能作为新型能源体系中的关键力量,承载着推动能源高质量发展的重要使命。核电已成为破解科学降碳和用能成本难题的重要选项,也成为多元化清洁能源供给体系的重要组成部分。”在日前召开的2024年第三届中国核能高质量发
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!