王秀强和陈志豪
中核集团快堆首席专家、中国原子能科学研究院快堆工程部总工程师徐艳表示,国内核电发展头重脚轻。目前,中国高度重视核电站建设和铀资源开发,但对核电下游开发重视不够。
徐艳介绍,百万千瓦压水堆核电站每年生产25-30吨核乏燃料。根据国家能源局规划,2015年国内核电装机容量将达到4000万千瓦,2020年达到8600万千瓦。以此推算,2020年核电乏燃料量将达到2400余个吨。
“前期核乏燃料尚未处理,新建核电站产生大量乏燃料,核乏燃料逐年积累,存在很大安全隐患。当务之急是加快后处理技术的商品化,提高处理能力。”许琰说。
如果后处理技术不能快速工业化,不能建设高放地质处置库,中国核工业将面临核废料无处存放的局面。
建造了至少 15 年的乏燃料后处理厂
清华大学核能科学与工程学院教授王侃介绍,目前国内外乏燃料处理方式有两种。一是“一关”策略。也就是说,乏燃料被冷却并包装为废物,并被送往深层地质构造进行处置或长期储存。
二是后处理战略,其核心是铀钚的分离回收。之后由MOX(混合铀钚氧化物)燃料生产,供给快堆进行燃料燃烧和增殖,快堆乏燃料用于进一步处理。后期处理。在这个过程中,裂变产物和次锕系元素被固化,然后被处理到深层地质构造中或进行分离嬗变。
在许琰看来,垃圾填埋是最愚蠢的做法。一是大量铀资源白白浪费。乏燃料中含有95%以上的铀,燃烧过程中会产生钚等新元素。第二中国乏燃料后处理,核废料的放射性持续数百万年,潜在风险高。他建议加快乏燃料后处理厂建设。
但是,我国尚未建成压水堆乏燃料后处理厂。 2010年12月21日,中国核工业集团公司公开宣布,中国第一座动力堆乏燃料后处理中核404试验厂热力调试成功。
中国工程院院士、中国核学会常务理事潘自强说:“热力调试成功并不意味着中试装置投产中国乏燃料后处理,只意味着我国掌握了后处理技术为适应核电的快速发展,乏燃料后处理厂的建设进程应加快。”
目前,中试厂的加工能力仅为60万吨/年。中核集团希望将产能扩大到400万吨/年,甚至800万吨/年。但时间表尚未确定。
中国核工业协会副会长、核电秦山合资有限责任公司原董事长李永江表示:“一个中试工厂的建设至少需要15年的时间。根据核电的发展速度。国内核电,2025年核电装机至少1亿千瓦,燃料已储存15年,超过最长储存期限,必须及时处置。后处理技术较多比核电技术复杂,放射性强,投资大,地方政府不感兴趣,建设资金压力很大。”
2050年将建成高放射性处置库
如何处理高放射性核废料是一个世界性难题。
中国核工业第二国际核工程司令部总工程师徐胜利说:“从技术上看,核废料主要分为高放射性、中放射性和低放射性三类。放射性 核废料中含有多种高放射性元素,对人体危害极大,10毫克钚就可以致人于死地。”
中国工程院《中国能源中长期(2030、2050)发展战略研究》)指出,百万千瓦级压水堆核电站年产30~ 35公斤和20-25公斤的长寿命锕系元素。
上述放射性元素的半衰期均在数万年之内,最长的约210万年,最短的近500年。深地质埋藏是处理方法之一。目前,美国、瑞典等国家已建成高辐射库。
公开资料显示,中国在甘肃玉门和广东大亚湾附近的北龙建设了两个中低放核废料处置库。此外,还将在华东和西南建设两个区域性低放废物处置库。目前专家最看好甘肃敦煌北山高放射性核废料库的选址。
徐胜利说:“高放废物库建设周期长,投资巨大。”
我国从1986年开始研究探索核废料的地质处置。2003年颁布了《放射性污染防治法》,规定高放废物实行集中处置;存储库研究开发和建设时间表。
其中,2006-2020年为处置库实验室研发选址阶段,2021-2040年为地下处置库试验阶段,2050年为高放废物处置场建成投运投入使用。
王侃说:“我国的核电多分布在东南沿海,而储存库多位于内陆地区,乏燃料运输必须谨慎小心,防止核扩散。”