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进军全球核燃料安全生产一流技术
采访中,《瞭望》新闻周刊记者听到最多的话就是,“保证核电站安全运行,无论多用心都不为过。”
比如,在国家能源局印发的《能源技术创新“十三五”规划》中,为进一步确保核电站的“生产安全”,研制事故容错燃料元件(Accident Tolerant Fuel,简称ATF),研制性能优于M5、ZIRLO合金的新锆合金包壳材料,已被正式纳入其中。
据专家介绍,核燃料元件本身能够作为核电站第一道安全屏障,基于核燃料的陶瓷芯块和芯块外面包裹的锆合金包壳。陶瓷芯块的坚固固体形态,具有良好的固有安全性,可防止放射性物质外泄。锆合金是迄今为止抗腐蚀、耐高温、耐磨损性能最好的金属,能够有效阻挡核反应气体泄漏和核燃料熔化物外泄。
相比传统核燃料,ATF能够在较长时间内抵抗严重事故工况。性能优于现有锆合金材质的新型锆合金材料,必将进一步提高核燃料自身的安全性能。根据规划,“十三五”期间,ATF应完成可行性验证及初步设计,适时启动材料堆外性能测试、堆内辐照考验;同时在第一代ATF反馈基础上,积极优化革新型第二代ATF燃料新材料选型论证及关键技术研究。近日, 本刊记者从中核集团获悉,2017年ATF研发项目将进入实质性研发阶段。
此外,谈及核燃料的安全,除了生产段和消费段,核循环后段也是关键一环。近期陆续公布的重磅规划及相关文件表明,采用核循环方式对乏燃料(使用过的核燃料,仍具有较强的辐射性)进行后处理与再循环再利用,可以大大提高核能资源利用率,减小高水平放射性废物体积,或为下一步行业发力重点。
▲ 工作中的AGV 小车 安娜摄
这也是目前国内核燃料产业链相对薄弱的环节。业内预计,到2020年,我国乏燃料累计储量将达到7700吨。
据环保部相关负责人向《瞭望》新闻周刊记者介绍,我国历来重视核电厂乏燃料的长期安全。为了充分利用裂变材料资源,确立了乏燃料后处理的闭式核燃料循环政策,并设立了专门的乏燃料基金,保障乏燃料后处理经费,积极推进乏燃料后处理技术研究、开发并取得突破。动力堆乏燃料后处理中试厂已经热试,200吨乏燃料后处理示范厂正在设计中。
在商用乏燃料后处理厂建设方面,为了弥补技术不足,我国企业正在积极考虑借助国际力量。中核集团2014年与核燃料循环后段领军企业——法国阿海珐集团签署“后处理/再循环长期合作谅解备忘录”,计划与法国合作建设一座具备每年800吨乏燃料后处理能力的核循环厂,计划2030年投产。今年2月21日,中法两方签署相关协议,意味着我国距离这一计划的实现更进一步。
环保部相关负责人表示,总体而言,我国核电厂乏燃料贮存安全、稳定,但是部分核电厂乏燃料在堆贮存能力紧张,外运需求急迫。为此,国务院近日批复的《核安全与放射性污染防治“十三五”规划及2025年远景目标》明确提出,“十三五”时期编制和发布核电厂乏燃料处置规划,推进乏燃料贮存和处理。积极推动大型商用后处理厂选址和建设,缓解核电厂乏燃料在堆贮存压力。
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