|
 |
|
阮養(yǎng)強與秦山三期坎杜核反應(yīng)堆。林美
攝 | 積極發(fā)展核電，是我國“十一五”確定的能源戰(zhàn)略之一。眾所周知，目前核電燃料的關(guān)鍵成分是鈾-235，其已探明的可經(jīng)濟開采的全球總儲量是非常有限的。
然而，根據(jù)加拿大原子能公司的研究，“輕水堆乏燃料回收鈾”可以直接利用，而世界上儲量豐富的金屬“釷”也可能成為寶貴的核燃料資源。通過開發(fā)利用這兩種核燃料，可以大幅降低鈾資源的消耗速度，從而為人類利用核能的可持續(xù)發(fā)展開辟新途徑。
就此，本報記者日前對加拿大原子能公司中國區(qū)副總裁、首席代表阮養(yǎng)強博士進行了專訪。阮養(yǎng)強說，由于目前人們常常把釷當作不重要的尾礦廢料看待，而大量的輕水堆回收鈾更是食之無味又棄之可惜的“雞肋”，所以，如能在核電站中開發(fā)利用回收鈾與釷，可以說是“變廢為寶，變釷成金”，在資源和環(huán)保兩個層面上都意義重大，前景廣闊。
釷利用前景廣闊
據(jù)有關(guān)資料介紹，目前，我國釷資源居世界第二位。最主要的釷礦在內(nèi)蒙古的白云鄂博主礦和東礦，卻被作為鐵礦開采多年，釷的利用率為零。從這個角度說，千百年來，釷就如泥土一樣，其價值尚未被人們重視。
核電燃料的開發(fā)研究，煥發(fā)了釷的新使命。阮養(yǎng)強說，其實核物理學(xué)家早就發(fā)現(xiàn)，釷是潛在的核燃料，很多國家曾經(jīng)積極開展過有關(guān)釷燃料技術(shù)的研究項目。不過，由于過去一段時間，核電發(fā)展處于低潮，天然鈾價格也一直比較便宜，大家才對釷的開發(fā)利用工作大都沒有深入下去。然而，近年來，由于全球核電復(fù)興趨勢，國際鈾價的急速上漲和國際鈾市場的緊張，讓大家燃起了使用釷的熱情。
阮養(yǎng)強介紹說，釷的利用是加拿大原子能公司重水堆技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要環(huán)節(jié)，也代表低鈾耗重水堆技術(shù)的一個重要發(fā)展方向。釷資源儲量居世界第一的印度一直非常重視釷的研究開發(fā)，發(fā)展重水堆技術(shù)來利用釷燃料是該國核能戰(zhàn)略的核心內(nèi)容。美國也有專門開發(fā)釷堆技術(shù)的公司，挪威最近也計劃發(fā)展釷堆電站，關(guān)注釷資源開發(fā)利用的國家越來越多。
那么，我國的情況怎樣呢？阮養(yǎng)強說，實事求是地說，我國釷燃料的利用目前仍然處于研究的早期，“雖然我們公司已經(jīng)與清華大學(xué)工程物理系，以ACR-1000為基礎(chǔ)的釷基燃料先進重水堆的研究與開發(fā)方面進行了多年的合作，去年12月還在北京聯(lián)合舉辦了一次關(guān)于釷資源開發(fā)利用的國際研討會，但是從我們了解到的情況看，無論是從技術(shù)發(fā)展還是從資源戰(zhàn)略方面，釷資源的開發(fā)利用問題都亟待引起國家有關(guān)部門的重視并納入國家發(fā)展計劃。”阮養(yǎng)強告訴記者。
據(jù)了解，全世界共有核電反應(yīng)堆440座，發(fā)電量占世界總發(fā)電量的16%。法國的核電占法國總發(fā)電量的75%以上，我國臺灣占26%，而我國大陸2003年只占2.2%。我國政府已經(jīng)提出要積極發(fā)展核電，核電已進入快速發(fā)展期，2020年要使核電比例達到至少4%，但與16%的全世界平均水平仍然有相當?shù)木嚯x。核電的大發(fā)展將急劇加大對鈾燃料的需求，釷無疑是未來重要的核燃料資源，應(yīng)該從戰(zhàn)略高度引起我們的重視。地殼中釷的儲量是鈾儲量的三至四倍，而且釷礦已經(jīng)可以進行商業(yè)化開發(fā)。
坎杜堆：可高效利用回收鈾和釷燃料資源
在采訪中記者了解到，阮養(yǎng)強所在的加拿大原子能公司(AECL)正式成立于1952年，是加拿大政府的全資國有公司。作為世界上三大商用堆型之一的CANDU(坎杜)核電技術(shù)的原創(chuàng)開發(fā)商和供應(yīng)商，AECL于1962年建成世界上首座坎杜原型示范堆。坎杜反應(yīng)堆以其安全、經(jīng)濟和低鈾耗的特點，近年來在國際上發(fā)展較快。AECL目前有兩大旗艦產(chǎn)品，即我國秦山三期核電站采用的70萬千瓦級的成熟機組CANDU
6及其最新增強版EC6和120萬千瓦級的新一代高性能機組ACR-1000。
“全球性的核電復(fù)蘇引發(fā)了天然鈾價格急劇上升以及潛在的天然鈾燃料供應(yīng)缺口等問題，坎杜技術(shù)以其低鈾耗及適應(yīng)各種不同類型核燃料的能力，尤其是對回收鈾和釷資源的高效利用等特點，可能會成為國際核電可持續(xù)發(fā)展的一個重要環(huán)節(jié)。”阮養(yǎng)強說。
由于采用重水為慢化劑等特點，坎杜技術(shù)以其高中子經(jīng)濟性、低鈾耗和燃料靈活多樣性而獨樹一幟。事實上，坎杜機組是現(xiàn)有可以直接高效地利用天然鈾和富集度較低的各種核燃料的惟一主流商用堆技術(shù)，也很適合“燒”壓水堆乏燃料回收鈾，還可以高效利用釷燃料。根據(jù)阮養(yǎng)強介紹，已經(jīng)建成投產(chǎn)的三期兩臺CANDU
6機組，其每供電10億度的鈾耗比一般的壓水堆節(jié)省天然鈾約30%，屬于目前世界上單位鈾耗最低的成熟商用堆技術(shù)。通過開發(fā)利用回收鈾燃料技術(shù)，兩臺百萬千瓦級的壓水堆，其乏燃料回收鈾足以供應(yīng)一臺秦山三期重水堆。
坎杜堆的另一個突出特點，就是對釷的利用方面。阮養(yǎng)強介紹說，AECL進行釷燃料循環(huán)技術(shù)的研究已有40多年的歷史了，涵蓋了反應(yīng)堆物理和堆芯設(shè)計、燃料設(shè)計和制造、輻照和示范項目、后處理和分離技術(shù)、循環(huán)優(yōu)化和商務(wù)推廣等。AECL已經(jīng)提出適用于成熟產(chǎn)品CANDU
6和新一代產(chǎn)品ACR-1000的開式釷燃料循環(huán)和閉式燃料循環(huán)應(yīng)用方案。
阮養(yǎng)強表示，由于坎杜技術(shù)具有低鈾耗、可高效利用輕水堆回收鈾和儲量豐富的釷資源等優(yōu)勢特點，是對中國既定核電計劃的一種理想的戰(zhàn)略補充，在近中期可與壓水堆配套發(fā)展，利用其乏燃料回收鈾并開發(fā)釷燃料技術(shù)；在遠期可與快堆協(xié)同發(fā)展，高效利用其回收钚。從而使秦山三期這樣現(xiàn)成的低鈾耗技術(shù)發(fā)揮更大的作用，顯著降低中國核電的單位鈾耗，促進核電的大規(guī)模可持續(xù)發(fā)展，完全符合中國的國家利益。 |