中国最近在核能领域的一项技术突破,极大地提高了对铀资源的利用效率。中央电视台的报道称,借助这项技术,中国已经探明的铀资源足够用上3000年,而目前已探明的铀资源使用年限只有大约50到70年。这项叫做“动力堆乏燃料后处理”的技术,可以对核动力堆中燃烧后的铀、钚等“乏燃料”进行回收和循环利用。所谓“乏燃料”,简单来说,就是指已在反应堆内烧过的核燃料。
近日,《第一财经日报》记者就这一重大科研事件专访了我校能源研究院李宁院长。
李宁院长告诉《第一财经日报》,传统的热反应堆对天然铀的利用率不到1%,使用率非常低。天然铀中,仅有0.714%的铀同位素——铀-235,能够在传统热反应堆中发生裂变反应释放能量,而占天然铀绝大部分的铀同素——铀-238却无法发生裂变反应。不过,铀-238在吸收中子后,经过几次核衰变后,可以变成另一种可裂变的核材料钚-239。只不过在传统热反应堆中,产生的钚-239的数量不足以抵偿消耗的铀-235。因此,传统热反应堆运行一段时间后便会因为无法维持额定功率而更换核燃料,更换掉的“乏燃料”中含有大量的铀-238和钚-239。
事实上,国际上往往是把燃料循环利用和创新型反应堆联系在一起的。2000年,国际原子能机构发起了一个旨在开发下一代先进核能系统的“创新型反应堆和燃料循环国际计划(INPRO)”,目前有超过二十个成员国,中国也是其中之一。该计划在目前阶段主要开展基于快堆及其闭式燃料循环的联合评价研究,主要是评价快堆及基于快堆的燃料循环对核能可持续发展的作用和能力,并拟在下一阶段开展以快堆技术为主的合作研发。所谓快堆,简单来说,即主要钚-239为核燃料,并利用钚-239裂变时放出来的快中子,将反应区的铀-238变成钚-239,从而实现核燃料闭路循环使用的一种核电技术线路。
李院长介绍,国际核能先驱提倡用这种能够“增殖”的快堆加上乏燃料的后处理,在理论上能够使铀资源的利用效率提高到60%~70%。“从不到1%到60%,也就是中国探明铀资源使用年限一下子变得能够用3000年的原因。”
相关《第一财经日报》采访报道全文内容,请见链接:http://www.yicai.com/news/2011/01/643019.html 。
(能源研究院)
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