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2010年12月底,中国第一座动力堆乏燃料后处理中间试验工厂热调试成功。这座中国唯一的动力堆乏燃料元件后处理中间试验厂,位于甘肃省河西走廊西部,祁连山下的茫茫大戈壁滩中。徐銤告诉记者,它的乏燃料处理能力为50吨/年。
这是我国后处理技术水平提升的第一个尝试,但只是我国在发展核循环产业万里长征中迈出的第一步。
按照我国核能发展规划,2020年预计运行5800万千瓦各型反应堆机组,这意味着核电每年产生的乏燃料将超过1000吨。因此,我国建设更大规模乏燃料后处理厂的需求越来越强烈。
2012年,中核集团发布了“龙腾2020”科技创新计划,首批入选的项目中包括具有中国自主知识产权的200吨大型商用乏燃料后处理示范工程。
一个不争的事实是,作为后处理技术起步较晚的国家,要完全自主掌握与核电发展所需商业后处理厂的设计与关键设备制造等技术,时间和经济成本都太大了。“我们采用引进加自主研究的国际合作方式。”潘自强说。
2013年,中核集团与法国阿海珐公司签署了中国大型商业后处理—再循环工厂项目合作意向书,计划2030年建成具备年800吨的乏燃料后处理能力。
基础研究需跟进
国际核能界的共识是,在现阶段的核能发展中,最担忧的就是核电产业前、后端发展不平衡。我国也不例外。
“与我国各级政府高度重视核电站建设相比,核燃料循环体系的研发严重滞后,这势必影响我国核电的可持续发展,更会对核电安全带来潜在危害。”中国科学院院士柴之芳接受《中国科学报》记者采访时直言,我国核燃料循环后段研究滞后,尚未形成工业能力,是我国核能体系中最薄弱的环节,在铀钚氧化物核燃料元件制造和乏燃料后处理等关键领域甚至比印度还落后20至25年。
法国目前的乏燃料后处理能力为1600吨/年,建有两个年处理能力为800吨的处理厂。英国乏燃料后处理能力第二,处理能力为1200吨/年,其次是日本,处理能力为800吨/年。相比之下,中国的乏燃料后处理产业还处于前期发展阶段。
潘自强指出,我国核燃料循环后段长期缺乏国家层次的科学规划,经费投入不足,研发力量分散,基础研究缺乏支持。“拿玻璃固化技术来说,国际上很多国家都已掌握,可从上世纪70年代至今,我们连自己的玻璃固化实验装置都没有建立起来。”
对此,柴之芳建议,在核燃料循环后段研发和后处理厂建设方面,应以自力更生为主,开展以我为主的国际合作。一定要积极部署核燃料后处理化学的基础研究,除了工艺流程研究之外,还包括专用工艺设备及材料研究(特别是乏燃料剪切机和溶解器)、分析检测技术研究、远距离维修设备、自控系统、临界安全研究等。
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