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俄罗斯:一直未停止MOX燃料研究
俄罗斯在20世纪50年代开始研究钚作为脉冲堆的燃料。20世纪70年代建成了3个FBR-MOX燃料制造厂,它们是:Granat、Paket(芯块法)和RIAR(振动密实法)。即使在20世纪80年代的发展低潮时期,俄罗斯也一直没有停止快堆和MOX燃料的研究。
目前,俄罗斯已有1座BOR-60试验快堆和1座BN-600原型快堆在运行,BN-800将于2014年建成,设计使用MOX燃料,用于示范闭式燃料循环和武器钚的处置再利用。俄罗斯正在建设一座30吨/年MOX燃料的DEMOX中试厂,预计2014年建成投产,采用直接混合工艺(COCA)为BN-800快堆生产供应MOX燃料。BN-1200快堆计划2020年建成,设计使用(U,Pu)N和MOX燃料,最终促进闭式燃料循环并明显改进快堆经济性。
日本:遇阻而方向不变
日本从1966年开始研制MOX燃料。在快堆商业化推迟的情况下,日本于20世纪70年代推出了“钚热利用计划”,致力于发展MOX燃料。1972年建造了含有两条MOX燃料生产线的工厂。根据日本与美国达成的后处理交涉,为了防止核扩散,日本后处理厂尾端不能单独分离钚,只能采用铀、钚不分离工艺,即将硝酸铀酰和硝酸钚溶液进行混合萃取和混合转化。1980年,日本将40公斤钚溶解成硝酸钚,并与硝酸铀酰按1:1比例进行混合后,采用微波脱销工艺制得(U0.5Pu0.5)O2固溶体粉末,再制造成先进热中子堆“普贤”(ATR)用的MOX燃料元件。
1988年,日本又投资320亿日元建成了一条全自动化的5吨/年PFPF燃料工厂,其MOX燃料生产能力足以供应Joyo和Monju两个快堆。
从1993年开始,日本电力公司计划将其乏燃料运往英国或法国进行后处理,并委托英国或法国将分离钚制成MOX燃料,运回日本反应堆内循环利用。1993年7月,日本用12个运输容器装载24个快堆MOX组件,从法国运回国内文殊快堆。1995年12月,文殊快堆发生二回路钠泄漏事故而中断运行,2003年1月运行许可证被吊销。文殊快堆重启受阻推延了日本快堆的开发。1997年,日本规划到2010年将有16~18个反应堆使用MOX燃料。
日本计划1998年之后其乏燃料将贮存在国内,待其六个所800吨/年后处理厂和130吨/年MOX燃料厂建成之后,自行进行乏燃料后处理和MOX燃料制造。但日本后处理厂和MOX燃料厂的建设和调试进度一再推延,其不得不继续从欧洲订购MOX燃料组件。2010年8月,又从法国运回32个轻水堆MOX组件。2013年4月,日本从法国运回10吨轻水堆MOX燃料组件。
日本六个所后处理厂从1985年开始筹备,费时20多年,2006年3月进行热试,耗资200多亿美元,但在热试过程中出现了各种问题,运行时间推延至2013年10月。2004年日本决定投资1200亿日元建造一座年产130吨MOX燃料的JMOX工厂,但因厂房抗震等级设计更改、新增固体废物的回收利用设施及申请追加投资预算,开工建设推迟至2009年,预计2015年6月建成投产,工程造价高达1900亿日元(24亿美元)。
印度:MOX燃料工厂建造中
印度于1994年在Tarapur建造了一座18吨/年BWR-MOX燃料工厂(AFFF)。印度一直坚持发展快堆和MOX燃料,1985年建成了印度实验快堆(FBTR),2002年决定建造一座500MWe原型快堆(PFBR),原计划2010年建成,实际将推延至2014年建成。
为此,印度几年前就开始建造一座100吨/年快堆MOX燃料工厂,以便为2020年前计划建造运行的5座快堆电站提供MOX燃料。
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