乏燃料处理国际概览及战略意义

1、乏燃料处理的国际关系和战略意义理科生环地 林楠 .Hello 1目录1.乏燃料后处理的基本过程2.乏燃料后处理的国际概况3.发展乏燃料处理的战略意义核 .2为了应对化石燃料的短缺和保证能源安全，核电因其清洁性和高能量密度而受到青睐，进入了一个积极发展期，由此也带来了对核电站卸下的乏燃料进行有效管理的问题。目前，对于乏燃料的管理，国际上主要有两种战略考虑：1.“一次通过”战略2.“后处理”战略今天，我主要介绍第二种方式的国际概况及其战略意义。 .3.基本过程乏燃料又称辐照核燃料。在反应堆内烧过的核燃料。核燃料在堆内经中子轰击发生核反应，经一定时间从堆内卸出。它含有大量未用完的可增殖材料238U或

2、232Th，未烧完的和新生成的易裂变材料239Pu、235U或233U以及核燃料在辐照过程中产生的镎、镅、锔等超铀元素，另外还有裂变元素90Sr、137Cs、99Tc等。经过冷却后把有用核素提取出来或把乏燃料直接贮存。1、冷却与首端处理：冷却将乏燃料组件解体，脱除元件包壳，溶解燃料芯块等。2、化学分离：即净化与去污过程，将裂变产物从U-Pu中清除出去,然后用溶剂淬取法将铀-钚分离并分别以硝酸铀酰和硝酸钚溶液形式提取出来。3、通过化学转化还原出铀和钚。4、通过净化分别制成金属铀（或二氧化铀）及钚（或二氧化钚）。420世纪50年代末、60年代初。比利时、法国、美国、意大利、联邦德国、日本和印度等国

3、纷纷建立了乏燃料后处理研究设施、钚实验室。并研发MOX料。70年代初法国和美国率先在实验快堆内考验了MOX燃料组件。截至80年代。大多数已建成的快中子堆都成功地使用了MOX燃料。欧洲一些核工业国家也研究了在压水堆(PWR)、沸水堆(BWR)和重水堆(HWR)中再循环使用的研究逐渐使MOX燃料在轻水堆中的应用达到了工业规模。据截至2000年的统计，已有2 200套以上的MOX燃料组件在法国、德国和比利时等国家的30多个PWR和BWR中使用，平均燃耗达40 000 MWdt重金属。美国自20世纪80年代停止发展核能后。乏燃料后处理也停止了发展。现在没有商业乏燃料后处理的能力。法国一直坚持发展核能，

4、并坚持走闭合循环的技术路线，是世界上后处理能力最强、经验最丰富的围家。乏燃料处理的国际概况 .5截至2006年国外后处理状况 .6 .截至2006年，全世界共建造了24座MOX燃料工厂其中轻水堆MOX燃料厂和增殖堆MOX燃料厂各占一半(不包括德国已关闭的2座MOX燃料工厂)。已取得生产许可证的有12座。目前MOX燃料厂生产重金属能力约213 ta,MOX燃料在整个核燃料中的应用比例约占2。MOX燃料在轻水堆中的使用：MOX燃料在水堆中使用的有法国、德国、13本、瑞士、比利时5围，共40台机组。法国是使用最多、经验最丰富的国家。法国EDF从1984年开始使用MOX组件，截至2005年共入堆1 1

5、00 tHM、2 400组MOX组件，大约相当于58 tHM钚。MOX燃料在快中子堆中的使用：至2006年为止美国、俄罗斯、法国、英国、德国、日本和印度等7个国家共计建成大小钠冷快堆18座。积累了数年的运行经验。目前仅有4个国家，即法国、俄罗斯、日本和印度有快堆在运行。英、美和德国都曾经发展过快堆和MOX燃料工艺，有关设施都先后被拆除或封存起来。国际概况72.有利于环境保护与环境安全。实现生态环境的可持续发展。4.在国际核燃料合作中发挥更大的作用。.实施乏燃料后处理的 战略意义1.有利于铀资源的充分利用，实现核能资源可持续发展。3.实施闭合循环技术路线是提高我国核战略地位，保持我核大国地位的重

6、要战略措施。8 .1.当前世界已经运行的绝大多数核电站，燃料利用率很低，一般只利用天然铀中06左右的能量难于满足核电长期的可持续发展。如果实施闭合循环的技术路线，在铀钚再循环阶段。乏燃料中的铀回收复用，使资源利用率由06左右提高到l左右，可缓解天然铀资源的消耗。如闭合循环发展到快堆增殖循环，能把天然铀中占997的铀一238也充分利用起来，使资源利用率提高到60左右，是铀钚再循环的60倍以上，是“一次通过”的100倍以上。可基本解决核能发展的资源可持续发展问题。由于走闭合循环的技术路线。可大幅度提高铀的资源利用率，对我国的核能发展来说。走闭合循环的技术路线是解决核燃料长期、持续、稳定、可靠供应的

7、有效措施之一。提高资源利用率，减缓对铀资源的需求，对解决我国铀资源供应问题具有重大的现实意义。92.实施核燃料闭合循环乏燃料后处理排放的高放废物量比“一次通过”(将乏燃料当成废物直接进行最终处置)的乏燃料废物量要少得多，可大大降低长寿命放射性废物的体积和潜在的放射性毒性，从而减少了废物处置所需的空间。如果实施铀钚再循环。最终处置量降低为“一次通过”的四分之一左右这就是说如“一次通过”要建四个最终地质处置库实，施铀钚再循环建一个就可以了。如果实施快堆增殖循环。对高放废物进行分离。把分离出的长寿命裂变产物和次锕系核素，放到快堆中嬗变成短寿命的放射性物质。余下仍需最终地质处置的量就很少了，解决了核能

8、发展的环境生态可持续发展问题。 .10乏燃料处理核战略意义 3.国家核战略地位的两个主要标志：一个是敏感技术的掌握和水平：一个是核工业体系和核科技体系的完整性和水平。核工业的两大敏感技术：一是属核燃料循环前端的铀浓缩技术；二是属后端的乏燃料处理技术。伊朗的铀浓缩活动已成为国际外交斗争的焦点就表明了敏感技术的掌握在国际政治外交斗争中的极端重要性。后处理技术同样是个十分敏感的技术。一个国家对敏感技术掌握的能力和水平。是这个国家核威慑力量强弱的标志。一个完整的核燃料循环工业体系。应包含从摇篮到坟墓的全过程。有前端有后端，是全面的、完整的，所包含的各个主要环节都应该有且具有相当的水。这样才能算是保持了

9、核大国的地位。按核电中长期发展规划的要术，坚持走核燃料闭合循环路线。适度超前发展。不仅为保证核电发展提供核燃料支持，而且也能加快提高乏燃料后处理水平，提高核工业体系的完整性和水平，从而提高我国核大国战略地位。乏燃料后处理厂是实施闭合循环的首要的核心环节，适度超前发展，首要的就是要建立与核电加速发展相匹配的大型乏燃料处理及配套的MOX元件制造厂。 .11 4.本世纪初。世界核电出现复苏迹象，许多发展中国家提出了发展核电的要求。同时为解决相应的核燃料供应问题，核扩散的危险大大增加。既要支持发展中国家发展核电的要求，又要更可靠防止核扩散。这个矛盾如何解决，已成为世界核能发展的焦点，甚至是国际外交活动的热点。 目前国际上已提出了一些解决方案：如IAEA提出的核能利用新框架、美国提出GNEP计划、俄罗斯提出的国际核燃料中心等。 各方案的共同点：一是要建立核燃料的多边国际合作机制；二是要求国际原子能机构发挥更多的作用：三是按市场经济原则有生产供应能力的国家成为供应者，没有生产供应能力的国家，作为使用者。在承诺放弃铀浓缩和后处理活动条件下，获得核燃料的可靠供应。核燃料的多边国际合作机制。要在防核扩散条件下支持发展中国家发展核能。看来是大势所趋，是个好事；但同时又会将国际核燃料的生产和供应