中国核能行业协会专家解读核燃料后处理

中国核能行业协会专家解读核燃料后处理2010年12月21日，我国首座动力堆乏燃料后处理中间试验工程——中核四○四中试工程热调试取得成功。这是中国在核研究上取得的一项重大的技术突破，是我国在核燃料“闭路循环”道路上迈出的重要一步。这则新闻引起了广泛的关注和热议。本网站邀请中国核能行业协会的专家，就有关的问题进行解读，以让更多的读者对核燃料后处理有更清晰的了解。问：什么是乏燃料？答：从核反应堆中卸出的辐照过的核燃料被称为乏燃料。现在全世界约有440台核电机组在运行，每年卸出的乏燃料大约1万吨。乏燃料中含有未用完的铀-235、新生的钚-239，以及大量的铀-238、少量的次锕系元素（如镎-237、镅-241、锔-242）。在裂变产物中，还有锶-90、铯-137、锝-99、钷-147，以及贵金属钌、铑、钯等。问：什么是乏燃料后处理？答：乏燃料从核反应堆中卸出来之后，经过适当时间的冷却贮存，送到化工厂进行化学处理，除去裂变产物和次锕系元素，并回收供继续使用的铀、钚元素。这个工艺过程被称为“乏燃料后处理”。问：什么是“闭路循环”？答：后处理回收的铀和钚，可用来制造铀钚混合氧化物燃料，并返回核反应堆中去再次利用。这就是核燃料的闭路循环。核燃料闭路循环可以提高铀资源的利用率。如果将铀钚混合氧化物燃料用到快中子增殖反应堆中，并经过若干次“快堆增殖-后处理”循环过程可使铀资源的利用率提高60倍。从目前世界各国研发情况预测，2040年前后“快堆增殖-后处理”循环技术有可能进入商业应用阶段。问：什么是“一次通过式”？答：一些国家，对轻水堆（包括压水堆和沸水堆）核电站产生的乏燃料不作后处理而在经过充分冷却和严密包装后进行深地质处置。这就是所谓的“开路”路线，也称为“一次通过式”。问：什么是钍燃料的利用？答：从钍矿中提取的钍-232，在反应堆中经过中子辐照可以转化成铀-233，后者和铀-235一样也是易裂变核素，可以用作核燃料。印度在开发利用钍燃料方面做过比较多的研究。问：目前国际上后处理应用情况如何？答：核燃料“闭路循环”路线已经被法国、英国、俄罗斯、日本、印度等国家采用，该处理方式已有成熟的工业技术，我国也采用核燃料“闭路循环”路线。中核四0四中试工程热调试成功是在这条技术路线上迈出的重要一步。美国、加拿大、瑞典、芬兰、西班牙等国宣布的是走“开路”路线，或采取乏燃料长期贮存，若干年以后再作决策的做法。