來源:中國核電信息網 發布日期:2017-01-23
中國國家原子能機構秘書長 劉永德
一、乏燃料背景情況及現狀
乏燃料是在核反應堆或核電站中使用一個周期(12-18個月)后卸出的核燃料。乏燃料中除含有一定數量的放射性廢物外,還有含許多有價值的物質,如未裂變和新生成的裂變核素(鈾-235、鈾-233、钚-239、钚-240等),以及可用作放射源的次錒系元素(如鍶-90,銫-137等),這些核素均具有循環利用價值。一座百萬千瓦核電機組,每年卸出乏燃料20-25噸。
國際上對乏燃料的處置方式有三種,一是通過后處理進行循環利用,如法國、英國、俄羅斯、日本和我國等;二是作為放射性廢物直接深地質處置,如瑞典、瑞士等;三是進行干式或水池臨時貯存,根據未來核技術發展情況再作決定,如美國、西班牙、韓國等。截止目前,全世界現有核電機組約450座,已累計產生乏燃料約40萬噸,其中約有9萬余噸進行了后處理,其余約78%的乏燃料都貯存在水池或干式貯存設施中,均處于安全狀態。
隨著我國核能規模化發展,核電站乏燃料產生量日益增加。我國現有在運核電機組35臺,裝機容量3350萬千瓦,截至2016年9月,我國已累計產生乏燃料3000余噸。預計到2020年,我國運行核電機組將達到5800萬千瓦,乏燃料累積量將達到7000余噸,2025年累積量達到14000余噸。
早在上世紀80年代,我國就確定了核燃料“閉合循環”和“核能發展必須相應發展后處理”的技術路線。通過乏燃料后處理,一方面回收有用的鈾和钚,再制成二氧化鈾或鈾钚混合氧化物(MOX)燃料返回反應堆中使用,可大大提高鈾資源的利用率,據測算如能實現快堆和后處理閉式循環,鈾資源利用率可提高60倍左右;另一方面可顯著減少放射性廢物體積和毒性,經過后處理后產生的高放廢物量約0.5立方米/噸(重金屬計),僅為直接地質處置處理方式的1/4,同時可使最終處置廢物的放射性毒性降低一個數量級以上。
二、統籌謀劃、自主攻關,夯實乏燃料安全管理基礎。
多年來,國家原子能機構作為核工業行業管理部門,以建設中國特色先進核工業體系為總目標,圍繞核燃料閉合循環體系建設,高度重視乏燃料安全處理處置,做了大量工作。
(一)加強頂層設計,強化對乏燃料安全管理的規劃引領。我們堅持戰略導向和問題導向,按照突出重點、補齊短板的原則,統籌規劃我國先進核燃料閉合循環體系建設,制定了“中試規模-示范規模-工業規模”的乏燃料后處理產業發展路線,同時確定乏燃料貯存、運輸以及后處理近中遠期規劃,對我國核電站乏燃料安全管理工作作出全面部署,指導產業發展。
(二)堅持創新驅動,大力支持乏燃料后處理科研攻關。近年來,我們圍繞自主掌握先進的乏燃料后處理技術,支持開展了多項科研攻關和科研能力建設。積極推進大型乏燃料后處理廠工藝流程和關鍵設備研發,力爭早日掌握具有自主知識產權的三代核電站乏燃料后處理技術。2015年9月,國家原子能機構支持建設的核燃料后處理放化實驗設施啟動了首次工藝流程熱實驗,設施正式投入使用,為我國后處理科技水平提升提供了重要保障。
(三)推動閉合循環體系建設,不斷提升乏燃料后處理能力。2010年后處理中試廠成功完成熱試,標志著我國基本掌握了中試規模乏燃料后處理技術,形成了一定規模的后處理能力。為盡快形成我國工業規模后處理能力,自2007年起與法國開展多輪談判,目前中法合作800噸/年后處理廠項目政府間協議談判和企業間技術談判已基本完成,商務談判正在積極推進。
(四)持續完善政策支撐體系,推動建立核電站乏燃料處理處置基金。經國務院批準,2010年我國建立了核電站乏燃料處理處置基金制度,截至目前累計征收基金117億元,為開展乏燃料運輸貯存、后處理等工作提供了充足的資金保障。2014年,國家原子能機構印發了《核電站乏燃料處理處置基金項目管理辦法》,為基金合理使用和項目有序管理提供了制度保障。
(五)穩步推進乏燃料貯存和運輸能力建設。結合我國核電站建設節奏和乏燃料產出規模,國家原子能機構通過固定資產投資、乏燃料處理處置基金等渠道,安排了乏燃料集中貯存水池建設、乏燃料運輸容器采購等項目,并積極部署大亞灣和田灣核電站建設乏燃料干式貯存設施,形成一定規模的乏燃料貯存和運輸能力,同時掌握了相關貯運技術,確保核電站運行安全和乏燃料貯運安全。
總的來說,經過多年努力,我國乏燃料后處理、貯存和運輸科研攻關和能力建設均取得了積極進展,有效保障了核電站乏燃料安全,為完善我國閉合核燃料循環體系、推動核工業跨越發展奠定了堅實基礎。
三、乘勢而上、著眼未來,推動乏燃料安全管理再上新臺階。
黨中央、國務院領導高度重視核能安全發展,近年來針對核電站乏燃料安全管理多次作出重要批示,并專門召開會議進行研究部署。下一步,國家原子能機構將認真貫徹落實黨中央和國務院領導批示和有關會議精神,大力推進核電站乏燃料管理相關工作,總體考慮是:
(一)堅持依法依規管理,抓緊完善乏燃料法規體系和標準體系。一是加快推進原子能法立法進程,在核工業發展的基本法中明確乏燃料管理的重大方針政策。二是抓緊研究制定《乏燃料管理條例》,指導核電站乏燃料安全管理。三是組織制定乏燃料運輸容器標準,完善乏燃料后處理設施核與輻射安全法規標準等,為乏燃料安全管理和設備制造提供指導。
(二)加快后處理科研攻關和能力建設,從根本上解決乏燃料的“出路”問題。按照從易到難、由小到大的思路,堅持自主創新,在掌握后處理關鍵技術的基礎上盡快形成能力。一是繼續對中試廠進行完善配套,充分發揮其工藝工程驗證平臺作用,打通核燃料閉合循環之路。二是大力推進后處理科研攻關,為自主建設工業規模后處理廠奠定基礎。三是積極開展國際合作,加快提升后處理能力。
(三)統籌貯存能力布局,解決乏燃料快速增長和后處理能力相對滯后的矛盾。按照“干式與濕式相結合、分散與集中相銜接、臨時貯存與后處理相協調”原則,統籌安排乏燃料貯存設施建設。一是繼續做好已經開展的干式貯存設施建設和800噸水池投運工作,滿足近期乏燃料貯存需要。二是建成1200噸乏燃料貯存水池,滿足2020年前后乏燃料貯存需要。三是適時補充建設干式貯存設施及其他乏燃料貯存水池,滿足2030年前乏燃料安全貯存需要。
(四)加強乏燃料運輸能力建設,確保乏燃料及時外運。一是完善現有公路運輸體系,加快乏燃料運輸容器自主研發,增加專用運輸容器、運輸車輛及相關配套設備。二是盡快打通鐵路運輸通道,配套建設中轉站等輔助設施。三是積極推進乏燃料公、海、鐵聯運的體系建設,抓緊開展配套條件建設,努力提升乏燃料運輸能力。
作為清潔高效的基荷能源,核能將成為未來保障我國能源供給、改善能源結構和建設環境友好型社會的必然選擇。乏燃料安全是核能安全的重要環節。我們將認真貫徹中央決策部署,忠實履行核工業行業管理職責,按照國家“十三五”規劃的相關要求,全面提升核工業整體發展水平,推動乏燃料安全管理再上新臺階。
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