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《中国核网》2017年12月1日刊载《国防科技信息网》新闻报道[1],说俄罗斯“已经开始使用可将环境风险最小化的独特‘绿色’技术对乏燃料进行后处理”,2021年将开始“工业规模”运行。这是核技术的重大进步,对核工业关系重大。但传媒界反应冷淡。
核电厂“用过的”核燃料(又称“乏核燃料”或“乏燃料”)后处理,是实现核燃料“闭路循环”最关键的步骤,是核能发展的“生命线”环节。否则,必然灭亡,而且毫不足惜。因为近来反核人士进行恐吓宣传,把“乏燃料”说成“核废物”,有“剧毒”,是社会公众继续接受核能的重大心理障碍。
传媒的“冷淡”,或许有些误解。核能“出身”军用,“用过的”核燃料后处理,原用来提取核武器材料,也有“核扩散”的风险。那是指“湿法”后处理,用于军事,可不惜“代价”,不计成本;但对民用,技术复杂,环境负担沉重。而“干法”,又称“高温冶金”后处理,要简单得多[2]。美国阿贡实验室开发的这种技术,曾在实验室或“中试”规模上成功用于钠冷快堆EBR-II“用过的核燃料”后处理,也是世界有核国家致力研发的重点核技术。目前多在实验室研究或中试阶段,到“商用”应用,还有某些距离。美国担心核扩散,自己不开发、甚至曾反对西方国家继续开发这种技术。但对俄罗斯没有约束力。
《国防科技信息网》的报道,源自英国《国际核工程》(NEI)杂志网上的文章[3]。从核能专业常识看,俄罗斯的‘绿色’后处理技术,大体上与西方的“干法”技术相似,但不包括乏燃料内“微量锕系元素”(MA,主要指镎、镅和锔)处理(嬗变、销毁),特点是“完全没有液态低放废物”。俄罗斯转向“干法”后处理技术,是一大进步。
以下是NEI文章的逐段意译。如有差错,欢迎批评指正。(信箱:dumhai@126.com)
俄罗斯追求开发环境友好的后处理工艺
俄罗斯采矿与化学联合企业(MCC)位于克拉斯诺亚尔斯克地区泽尔赫茨诺格尔斯克,是国家原子能公司Rosatom的子公司,已开始用独特的“绿色”技术,对核电厂用过的核燃料(乏燃料)进行“中试规模”的后处理,使环境风险最小化。
MCC将于2020年开始在工业规模上进行这种“再循环”。建在MCC化学与同位素化学厂内的实验与示范中心(ODC),使用最新的、环境友好的技术进行核燃料放射化学后处理。这个最初的综合设施,将用于开发半工业规模的后处理工艺体系。今后还要利用ODC技术,建设大型设施即TR-2,再循环乏燃料。
这种技术的特点是,完全没有液态低放废物。巴拉科夫(Balakovo)核电厂的VVER-1000型反应堆的乏燃料组件,在厂内储存23年,运达MCC,现已装入ODC的一个“热室”。燃料组件首先要进行燃料细棒热化学开孔和分段,然后通过“容积氧化”过程,抽离气态和挥发性的放射性氚和碘-129,避免溶入燃料组件碎屑内含物,生成液态放射性废物。接下来是铀-钚分离,并以铀和钚氧化物的形态返回燃料循环(按计划,用铀和钚的氧化物生产铀-钚混合氧化物。用于快堆称MOX燃料,用于热堆称REMIX燃料)。裂变产物经调制、玻璃固化,再装入安全防护容器。
新的后处理技术经完善,将按比例放大用于二期、全范围的实验与示范中心(ODC),成为核燃料“闭路循环”工业的基础。ODC厂房建设和二期工作还在进行中,以便2020年以后,试验与示范中心可以开始工业规模的运行。据MCC董事长彼得•加夫里洛夫(PetroGavrilov)说,MCC期望2021年处理几十吨VVER-1000型反应堆乏燃料。
MCC是俄罗斯国家原子能公司Rosatom以创新的新一代技术为基础,开发核燃料闭路循环的重要企业。MCC有三种高科技设施,用于乏燃料储存、处理,以及快堆的新型MOX燃料生产。
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