中國的核燃料閉式循環(huán)戰(zhàn)略目標正一步步靠近現(xiàn)實,而乏燃料后處理在巨大的需求面前,正面臨升級。
記者日前在中國核學會和法國阿海琺集團共同主辦的“中法核燃料循環(huán)后端研討會”上獲悉,乏燃料安全管理已成目前我國核電發(fā)展面臨的重要挑戰(zhàn)之一,乏燃料離堆貯存需求正逐步加大,面臨緊迫性,而我國建設(shè)大型商用后處理廠的條件已經(jīng)成熟。
離堆貯存量需求巨大
“中國核能的持續(xù)發(fā)展,對核燃料循環(huán)后端建設(shè)提出了迫切需求。根據(jù)有關(guān)規(guī)劃測算,2020年我國乏燃料累計產(chǎn)量約1萬噸。” 國防科工局系統(tǒng)工程二司副司長任宏軍坦言。結(jié)合未來我國的核電發(fā)展前景和規(guī)模,任宏軍表示,這將為核燃料循環(huán)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供更加廣闊的空間。
據(jù)了解,目前全球現(xiàn)有商用乏燃料后處理能力為4760噸/年,相當于可處理全球每年卸出乏燃料量的43%。一個百萬千瓦級壓水堆每年產(chǎn)生乏燃料約18.8噸,按照2020年我國核電運行容量5800萬千瓦目標計算,屆時當年從反應堆中卸出的乏燃料預計超過1000噸。
核電機組配有相應的乏燃料貯存設(shè)施,即堆貯存水池。隨著機組運行周期增加,乏燃料水池會達到存放上限,因此離堆貯存乏燃料是保證核電站連續(xù)運行的重要環(huán)節(jié)。相關(guān)預測顯示,到2015年,我國乏燃料產(chǎn)生量、累計與離堆貯存量將分別達到650噸、3000噸和1300噸。而到2030年,這組數(shù)字將變?yōu)?000噸、23500噸和15000噸。
一位參會的業(yè)內(nèi)專家向記者表示,隨著核電機組的陸續(xù)建成和投運,乏燃料產(chǎn)生量和累積量將呈逐年上升趨勢。“我國選擇實施核燃料閉式循環(huán),并堅持乏燃料后處理。但隨著乏燃料在堆貯存水池的逐漸滿容,乏燃料運輸能力、貯存設(shè)施、后處理能力均有短板,成為我國核燃料循環(huán)后段面臨的現(xiàn)實問題。”
環(huán)保部核與輻射安全中心總工程師柴國旱也透露,目前大亞灣核電廠乏燃料水池已經(jīng)飽和,田灣核電廠乏燃料水池接近飽和,已經(jīng)建成的離堆乏燃料濕法儲存設(shè)施也已貯存飽和。
“目前離堆貯存需求巨大和緊迫。”中核瑞能科技有限公司總經(jīng)理薛維明表示。他同時介紹了國內(nèi)部分核電站乏燃料的離堆貯存時間:大亞灣核電站是2004年;田灣核電站、秦山核電二期、嶺澳核電一期均在2016年;嶺澳核電二期是2019年。
后處理大廠推進中
據(jù)任宏軍介紹,我國早在1983年就確立了核能發(fā)展“必須相應發(fā)展后處理”的路線,明確了后處理在提升鈾資源利用率和減少廢物產(chǎn)生量方面的重要作用,并統(tǒng)籌核能事業(yè)發(fā)展需要,積極推進乏燃料后處理、快堆及MOX燃料制造等產(chǎn)業(yè)和技術(shù)發(fā)展。
“核燃料閉式循環(huán)可有效提高鈾資源利用率,減少高放廢物,是我國核能長期可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略選擇。”中核集團總工程師雷增光表示。他透露,我國后處理中試廠已經(jīng)投運,高放廢物地質(zhì)處置相關(guān)科研正在推進。
目前全世界掌握后處理技術(shù)的9個國家中,我國的年后處理能力相對較弱。建設(shè)后處理大廠,是實現(xiàn)我國核能“壓水堆-快堆-聚變堆”三步走戰(zhàn)略的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
“法國是核燃料循環(huán)后端產(chǎn)業(yè)的先行者。在乏燃料后處理和高放廢物處置方面取得了突出的成績,積累了豐富的經(jīng)驗。”雷增光表示。
據(jù)了解,中核集團與阿,m集團2013年4月簽署了《中法合作建設(shè)大型商業(yè)后處理-再循環(huán)工廠項目的合作意向書》,這份“后處理大廠項目”合作意向書包含了后處理大廠項目的建設(shè)內(nèi)容、性能指標、雙方責任及分工等重要內(nèi)容,是雙方后續(xù)合作談判的指導性文件。后處理大廠項目建設(shè)完成之后,將具備年800噸乏燃料后處理能力。今年3月,雙方又簽署了關(guān)于后處理再循環(huán)長期合作諒解備忘錄。
上述業(yè)內(nèi)專家告訴記者,商用后處理大廠建設(shè)之所以緊迫,源于兩個因素,一個是我國核電規(guī)模的擴大,乏燃料離堆貯存需求巨大,另一個是我國核電的“壓水堆-快堆-聚變堆”三步走發(fā)展戰(zhàn)略。“快堆所使用的燃料首先必須要從壓水堆乏燃料中獲取,沒有后處理大廠,快堆將面臨沒有‘口糧’的局面。”
據(jù)薛維明介紹,中法合作建設(shè)的800噸后處理大廠項目預計2015年中法雙方合同生效、2021年實現(xiàn)第一罐混凝土澆注、2029年后處理設(shè)施進行熱試、2030年實現(xiàn)投運。
“800噸后處理項目將帶動我國核燃料循環(huán)后段產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展。”薛維明稱,“目前的談判已經(jīng)完成合同的技術(shù)附件。”