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乏燃料是使用过的核燃料,通常由核电站的核反应堆产生。数据显示,2015年初始,全球在运核电机组已达437台,总净装机容量约377.7GW。目前,这些核电机组已经产生了35.1万余吨乏燃料,按照当前核电装机规模,每年还将产生约10000吨乏燃料。
由于乏核燃料中含有大量放射性元素,如果不加以妥善处理,会严重影响环境与接触它们之人的健康,因此,核电国家高度重视乏燃料的安全管理,制定了相应的安全管理战略。那么,主要核电国家如何处理乏燃料?
乏燃料处理方法有哪些?
对于乏燃料,国际上通行的有两种处理方法:一种是不进行乏燃料后处理,燃料棒在核电站反应堆内燃烧完后将其长期暂存、永久贮存、直接处置,被称为开式核燃料循环;另一种是对乏燃料进行后处理,回收其中的铀和钚,再加工成燃料组件进行重复利用,称为闭式核燃料循环。
目前,法国、英国、日本、印度采用闭式燃料循环;美国、加拿大、西班牙、瑞典、芬兰等则采用开式燃料循环,将乏燃料作为核废物进行长期处置即一次通过。当然也有一些国家采取观望策略,尚未决定如何处理乏燃料。
中国
截至2015年3月,我国在运核电机组共计23台,总装机容量为21395MW。早在上世纪80年代核电发展之初,我国就确定了“闭式燃料循环”的政策。2010年7月,国家财政部、发改委、工信部下发《核电站乏燃料处理处置基金征收使用管理暂行办法》,规定,乏燃料处理处置基金按照核电厂已投入商业运行五年以上压水堆核电机组的实际上网销售电量征收,征收标准为0.026元/千瓦时。
随着我国核电的快速发展,乏燃料的产生量和累积量呈逐年上升趋势。数据显示,截至2013年6月,除秦山三期核电站两台重水堆机组产生的乏燃料不需要后处理,红沿河、宁德等机组刚投产尚未产生乏燃料外,其他13台机组已累计产生乏燃料约2200吨。按照国家“2020年核电装机总容量达到5800万千瓦”的发展规划,如按乏燃料在堆贮存8年后外运计算,到2020年,我国乏燃料累积总量将达到约8700吨。
目前,国内有能力实行后处理项目的公司仅有中核一家,其他公司暂不具备此项技术和能力。不过,中核乏燃料后处理中间试验厂的处理能力也有限,远远不能满足我国核电乏燃料后处理的需求。据了解,目前中核在积极筹备自主设计200吨乏燃料后处理示范工程的相关准备工作,与此同时,与法国阿海珐公司的800吨后处理大厂的谈判工作也在进行之中,总费用区间在千亿人民币左右。
法国
法国在役核电机组58台,采用闭式循环路线,要求对乏燃料进行后处理,对高放废物和含有长寿期放射性元素的中放废物进行地质处置。法国阿格后处理厂年处理能力可达到1600吨,后处理能力不仅满足国内需求,同时能够为日本、西班牙、瑞典等其他国家提供服务。
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