中国铀资源极缺:应加快发展有增殖核燃料能力的快中子堆

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/28 00:28:35


中国铀资源极缺:应加快发展有增殖核燃料能力的快中子堆

http://military.china.com/important/64/20111011/16806136.html
2011-10-11 10:24:05 科学中国人

中国实验快堆工程建设在中国原子能科学研究院内

中国第一座快中子反应堆--中国实验快堆的外观建筑[/align
]
建设中的实验快堆堆芯和燃料棒组件
“核能卷”中对我国铀资源的分析
——评《中国能源中长期(2030、2050)发展战略研究》

何祚庥 中国科学院院士 中国科学院理论物理研究所研究员
    (一)我国快速发展核电必须解决的一个困难的问题,所需铀资源将高达400万吨的可采储量。
    我在“一论、二论我国必须大幅度调整核政策”的文章中,曾再三强调,我国“必须重新审订‘2020年核电占5%,2030年核电占10%’,‘2050年核电达4亿—5亿千瓦’等既定的目标”。已谈了我国核电大发展将面临核安全或核防卫,以及资金投入太大、发电成本太高,等困难。其实,我国核电大发展还存在一个致命的困难——铀资源严重短缺。
    “短缺”是和“需求”相联系的。所以,非常重要的问题是,按现有核政策,中国将需要多少铀资源?在“核能卷”的203—204页中,对中国未来天然铀生产需要量和储量需求作了比较精确的回答,下面是该书给出的两张预测表:为什么“核能卷”竟给出两类需求?因为我国不仅需要保证2020年的功率为7000万千瓦核电站可以正常运转,还需要保证其持续运转60年。
    核能卷未给出“2020年后”的持续需求。但如果研究一下上述表格,可发现表9.2中的“天然铀储量需求”,其实和表9.1中的“运行容量”成正比。也就是每100万千瓦核电站的正常运转,必须有约1.1万吨天然铀储量的支撑。所以,如果“2030年达到2亿千瓦”,“2050年努力达到4亿千瓦以上”。而如果仍沿用压水堆技术,4亿千瓦将需要有440万吨的天然铀资源。但由于中国核电未来的发展可能用到快中子堆,快中子堆有增殖核燃料的能力,将能大量节约核资源。如果其资源利用率提高10倍,其资源需求量也将减少10倍;如果由于技术不甚完善,增殖能力接近零,其资源利用率也就大体上和压水堆差不多。“核能卷”未给出中国核电未来所用不同技术所占比例,但在“综合卷”的93页,却给出一个“我国未来核电发展路线”的表4.1和图4.1。
    从表4.1和图4.1可看出,这一“2050年努力达到4亿千瓦以上”的初步规划中,压水堆约为3.7亿千瓦,快中子增殖堆仅为0.3亿千瓦。所以,仅压水堆所需天然铀资源,至少将是370×1.1万吨=407万吨的可采储量!
    (二)我国能否获得数量如此巨大的资源,实属一大疑问?
    对上述疑问,在“核能卷”第230页的“主要结论”中,却给了一个完全肯定的回答:“铀资源不是我国核电发展的制约因素,通过努力是完全可以克服的”。理由是:1)“中国是铀资源较丰富的国家之一。我国已探明当量的铀资源,不是贫铀国家,而是一个潜在资源比较丰富的国家,有较大的发展潜力前景看好,……只要加大投入力度,加强国内勘查,可以迅速提高我国铀资源的保障能力”。2)“利用国内国外两个市场两种资源,加强国家的经统筹安排,形成强有力的团队,在国际市场上获得我们需要的铀资源是完全可能的”。3)“更重要的是我国要坚定不移地走循环经济的道路,实现铀钚再循环复用和快中子增殖堆核燃料增殖,可大幅度缓解对天然铀的需求,实现核燃料供应的可持续发展。”
    在《中国能源中长期战略研究》“综合卷”的Viii页的“摘要”,也充分认同了核能卷所持论点,“经过国产和进口并举努力,铀资源不构成对我国核能发展的根本制约的因素,??2050年达到4亿瓦以上,??之后,核电将继续发展,成为我国未来的主要能源之一”。
    但如果仔细阅读一下,这一由“多位”能源专家“分别”从“不同”角度,而“共同”撰写的这本《中国能源中长期(2030、2050)发展战略研究》的四卷本的“大著”,其实“充满”了不少“互相”矛盾、“互相”冲突的“多种”见解。尤以天然铀资源问题最为突出。
下面将依据散在此书不同卷秩中的各种资料、数据,评述一下核能卷第230页所给出的所谓“铀资源不是我国核电发展不可克服的制约因素”的“三大理由”,是否真能成立?
(三)中国究竟有多少天然铀资源?
    ①“核能卷”第230页的“主要结论”再三说:“我国已探明相当量的铀资源”,又说“中国是铀资源较丰富”。或“潜在资源比较丰富的国家”。
    “核能卷”未公布这一“相当量的铀资源”是多少。但在此书“电力卷”的第75页,却给了一个说法:“我国至今已探明大小铀矿200多个,证实存在相当数量的铀储量。矿石以中低品位为主,0.05%—0.3品位的矿石量占总资源量的绝大部分,矿床规模以中小型为主(占总储量的60%以上),探明的铀矿体埋深多在500m以内”。“2003年经济合作与发展组织(OECD)公布的数据显示:中国的铀资源量(成本低于130美元/kg铀)为7.7万吨铀,其中,成本低于40美元/kg铀的储量约占60%,主要分布在江西、新疆、广东、辽宁等地”。
    当然,从2003年—2010年,我国还在加快铀资源的勘探。在“电力卷”的75页还报导说,“2008年初,在伊犁地区,中核集团旗下的核工业二一六大队实现了我国地浸砂岩型铀矿找矿的首次重大突破,发现并提交了我国第一个万吨级地浸砂岩型铀矿床,使伊犁盆地成为我国第一个特大型地浸砂岩型铀矿田。”
    仅仅在2008年才发现了“第一个”“万吨级地浸砂岩型铀矿床”,就为之惊喜不已!这说明,2010年前的我国所掌握的天然铀资源,不会超过2×7.7万吨=15.4万吨。
    ②极有兴趣的问题是,这一“小于”15.4万吨的储量,占世界储量的份额是多少?
    可以从网上查到世界名列前10名的主要国家,可采天然铀储量是:
    这10个国家已拥有世界总计储量546,88的90%,2003年公布的7.7万吨只是总储量的1.4%,我们所估算的小于15.4万吨,最多也就是总储量的2.8%。
    ③更值得关注的是中国天然铀资源的远景储量,将涉及我国核电发展的未来。“核能卷”第205页说,我国“曾利用“二元对数正态分布地壳丰度模型法”估算,我国铀资源总量为170万吨。最近又正在进行新一轮的预测,我国铀资源总量可能超过200万吨”。其实,这类“预测”模型均是精度很差,充满着“一厢情愿”意愿(Wishful)的预测模型。
    2007年,天然铀资源现居“世界第一”土地面积约为中国面积的77%的澳大利亚,经过半个世纪的努力,一共才找出了129.3万吨的可采储量;中国竟然能在未来的30-50年间,依靠大力增加勘探力度,从“年不足60万米钻探工作量”,提升年钻探“200万米”工作量,(参看“核能卷”230页),就能找出可采储量高达200万吨的天然铀资源?!这真是不可想象!!
    相反,我们将不难利用理论物理学者惯用的“数量级分析方法”对我国天然铀资源存量给出如下估计:
正如上文指出,根据2003年公布的铀储量和可能的年勘探到矿量速度,可以判定,中国现在已掌握的天然铀资源最多仅占世界资源的2.8%。由于中国国土面积约占世界陆地面积的6.5%。而中国又仅为“比较丰富”,亦即不能认为是资源丰富的国家,也很难认为这一“比较丰富”的国家将能超过世界蕴藏量的“平均值”。由国际机构对已有资料的统计,“世界保有可采天然铀储量为550万吨”,“加上预测和推断铀资源约为1600万吨”。由此可估算出,中国近期可期望获得的天然铀资源的“上限”为550×6.5%=35.75万吨,远期可期望获得天然铀资源的“上限”为1600×6.6%=104万吨!而如果中国仍坚持核电的“大跃进”,在2050年的需求的天然铀储量至少是407万吨!
(四)我国能否指望从国际市场获得“407万-104万=303万吨”的天然铀资源储量?
    ①“核能卷”对进口天然铀资源,尤其是中远期的需求持十分乐观的态度。“核能卷”第206页说,“我们完全有可能从国际市场上获得经济可接受的天然铀,保证我国核电的快速发展”。在230页,又重复叙述了类似意见。
    但在“综合卷”第135页却说,我国“资源保有量尚难以满足核电大规模发展的需求”。在39页更提出警告,“我国的核电发展将可能需要累积解决300万吨或更多的(注:按我们估算,其实是407万吨的可采储量)天然铀供应问题”。又说,“我国需要从现在起,把铀资源供应问题作为一个重大的能源资源问题。认真落实,才能使铀资源供应的可能性转化为现实性。”
    而尤妙的是:“核能卷”虽然对中长期的铀资源供应,持极为乐观的态度,但对“近期”却表现出一定的担忧。“核能卷”的205页说,“与中远期核电发展的需求相比较”,近期“却出现了储量不足和生产供应紧张问题”。在“核能卷”的206页又说,“目前我国核电的装机容量还不到电力总装机量的2%,铀资源的对外依存度稍高,‘暂时’还不足以构成对我国能源安全不可接受的威胁”。——这真是逻辑推演的一个很大的讽刺!我国核电仅占电力装机的2%,就已经发生了“对外依存度较高”,发生了“暂时”“还不足以构成对能源安全??的威胁”;而如果中国核能的未来要提升到5%,10%,甚而15%,却反而认为更高的“对外依存度”,将不足以“构成对能源安全的威胁”,反而乐观地认为我国“在国际市场上获得我们需要的铀资源是完全可能的”!
    ②相反,2010年,国际原子能机构发布了《铀2009年——资源产量和需求》,即第23版的“铀红皮书”,却对世界铀产能和需求预测,持有完全相反的意见。此书说“截止到2009年1月1日,在总查明资源方面,成本低于130美元/千克的铀资源微降到540.4 万吨,比2007年的数据少了1.2%。但成本低于260美元/千克的资源数量增至630.63万吨,比2007年成本低于130美元/千克的资源数量增加 了15.5%。”对于预测和推断的铀资源仍维持原来的“约为1600万吨”。
    而极为有兴趣的是,这一第23版的红皮书给了一个“2035年前世界铀产能和需求预测对比”的一张预测图。
    这一预测图明确“反驳”了核能卷第205页和206页的预期:在2020—2035年间,“我国完全有可能从国际市场获得天然铀”。而相反,从2010年到2020年,在天然铀的产能和需求之间,国际市场上能提供的天然铀,却比较宽松。
    ③更值得关注的,是我国对天然铀资源的需求将在国际市场上占多大份额?由“世界铀资源”红皮书,已知目前“世界保有可采天然铀储量是550万吨”,“加上预测和推断铀资源共约为1600万吨铀”。而如上所述,我国到2050年的天然铀“缺口”,约是300万吨。也就是将占当前保有量550万吨的55%,或将占“未来”储量1600万吨的19%。一个尖锐的问题是:我国能否从国际天然铀市场上限取得如此巨大的份额?
    非常值得参考的,是石油部门对如何确保石油供应安全问题的估计和分析。2008年,美国石油消费量高达8.85亿吨,占当年世界石油消费总量的21.5%,而美国自产原油3.1亿吨。同年,中国年消费3.9亿吨,占世界石油消费总量9.5%,自产原油2.1吨,进口石油约1.8亿吨。但我国的石油部门,在“油气卷”的169页,却“建议我国石油对外依存度上限最好控制在60%为宜”。原因是:“综合全球石油供需形势以及我国石油替代发展的潜力,借鉴美国石油安全战略的有关做法,为保证我国石油供应安全和经济社会平稳健康发展,我们建议我国石油对外依存度上限最好控制在60%为宜,千万不要突破65%。主要基于以下考虑:1)石油进口总量尽量不超过美国,避免成为世界石油市场上关注和攻击的焦点,对国家和平发展更有利??”
    而极为奇妙的是:在“核能卷”的第202页,也完全认同地写下类似字句:“我国于1993年成为石油净进口国,石油能源缺口越来越大。”“2008年我国进口原油1.79亿吨”“较高的对外依存度以及变幻莫测的国际形势,大大增加了我国石油进口的风险,进而影响我国的能源安全和国家安全。”
同样是从国际市场争夺能源。石油的进口量占国际市场供应能力的9.5%,就“进而影响我国国家安全”;而中国核能发展的未来,其争夺的份额可能高达19%,甚而是55%,而按“核电卷”第230页的说法,却竭力主张要“加强国家的统筹安排,形成强有力的团队”,确保“在国际市场上获得我们所需要的铀资源”。——这岂不是在“国家安全”问题上,“典型”地主张应奉行“双重标准”的政策!
(五)中国的快堆技术能否充分满足中国未来对核燃料的需求?
    不论是“核能卷”,还是“综合卷”,都对我国的“快堆”技术,抱有殷切的希望,但我国快堆专家们却持着谨慎的态度。“核能卷”的第210页,230页,都再三说,“发展快堆可大幅度提高资源利用率”“可大幅缓解对天然铀的需求,实现核燃料供应的可持续发展”。但是,通读“核能卷”里有关快堆技术的介绍,应该说,以阮可强院士为组长的“快堆及后处理组”,却采取了“不跟风”和“极为谨慎”的态度。原因是:目前正在研发中的“快堆+后处理”的技术,并不是“先进”技术,不可能利用这一技术,真正实现核燃料的快速增殖。这集中表现在“核能卷”第235页,所提供的一张图:
    这一附图1.2勾画的是两种不同快堆技术,氧化物燃料快堆和金属燃料快堆。后者的发电容量可以快速增长,而前者只能以“甚低”速度慢慢增长!很不幸!整个国际社会发展的均是氧化物燃料快堆技术,而金属燃料快堆技术只在理论概念上成立,只进行过少量实验,并没有真正可行的研发工作。我国快堆的研发,当然只能首先学习氧化物燃料快堆技术,只能期望在“2040年前后建成一个配套的接近增殖的快中子堆核能系统,实现快堆核燃料循环的闭合和核燃料的接近增殖”。(见综合卷,第107页)
    这里需要解读一下,何谓“接近增殖”?
    理论上的快中子堆是增殖堆,可以实现核燃料不断增殖。但如果其增殖系数过低,仅略大于1,仅约为1.1—1.2,那么加上核燃料的后处理,实现闭式循环时,将不可避免地,还要损失10%—20%。最后就只能“接近增殖”。其实就是不能做到“增殖”。
    为什么在“综合卷”第93页上勾画的未来发展路线图中,要求到“2050年努力达到4亿千瓦以上”,而快堆却仅有3000万千瓦,亦即仅占全部核能的8.5%。原因在于不可能期望现有“氧化物燃料快堆+湿式核燃料后处理”技术,实现核燃料的大量增殖。
    下面对本文作一小结。
    (六)小结
    ①需要向石油部门学习,制定我国核电发展的“天花板”。所谓“加强国家的统筹安排,形成强有力的团队,大力从国际市场上获得(注:其实是攫取)我们需要的铀资源”的政策,是完全不能“被”采纳的。
    ②支持并赞成运用经济杠杆,大力从国际市场收购天然铀,建立铀资源和钍资源储备,以应对未来可能发生的不测事件。
    ③仍然支持和呼吁我国核能应迅速转为面向海洋经济。在2011年5月29日的《光明日报》所刊登的有关“海洋经济”的一篇文章说:“海洋占地球表面积71%”,“有取之不尽、用之不竭的潮汐能、海浪能、海流能、温差能、盐度差能等再生能源”。“海洋是人类生活、生产的重要空间,世界上60%的人口居住在距离海岸线100公里的地区”。“21世纪是海洋世纪。海洋世纪展示了海洋在未来国际竞争中的重要战略地位,迫切要求中国在新世纪中必须加速布局海洋、竞争海洋、兴盛海洋”。“大力发展海洋经济,是新世纪拓展国家和区域经济发展空间的迫切需要。进入新世纪后,随着全球贸易的持续增长和陆地资源加速开发导致资源储量日益减少,西方发达国家和涉海国家都聚焦于海洋,以争夺海洋资源、控制海洋通道、扩占海洋空间和海洋科技‘制高点’为核心的海洋竞争日趋激烈”。“我国有18000多公里海岸线,6300多个岛屿,300多万平方公里的管辖海域,发展海洋经济潜力巨大。2010年,我国海洋生产总值38439亿元,比上年增长28.8%,占全国生产总值的9.7%,成为国民经济新的增长点”。“同时,我国还拥有和平利用公海和参加国际合作开发海洋资源的权力,开发和利用海洋的空间广阔,由此决定中国要拓展发展新空间,就必须向海洋进军,大力发展海洋经济”。
    而大力发展海洋经济的关键技术或“制高点”之一,是必须用核动力装备我们远洋海轮,装备能漂浮在海上的移动电源,装备能保护我国海洋经济安全的核航母、核潜艇等各种快速舰艇,以应对未来可能发生的石油短缺。
    为什么我们坚决呼吁必须设定我国核电发展“天花板”?原因在于我国必须保持能应对、能长期支撑海上军事活动的强大的能源储备。


中国铀资源极缺:应加快发展有增殖核燃料能力的快中子堆

http://military.china.com/important/64/20111011/16806136.html
2011-10-11 10:24:05 科学中国人

中国实验快堆工程建设在中国原子能科学研究院内.jpg (40.57 KB, 下载次数: 0)

下载附件 保存到相册

2011-10-12 08:36 上传


中国实验快堆工程建设在中国原子能科学研究院内

中国第一座快中子反应堆--中国实验快堆的外观建筑.jpg (41.15 KB, 下载次数: 0)

下载附件 保存到相册

2011-10-12 08:36 上传


中国第一座快中子反应堆--中国实验快堆的外观建筑[/align]

建设中的实验快堆堆芯和燃料棒组件.jpg (32.05 KB, 下载次数: 0)

下载附件 保存到相册

2011-10-12 08:36 上传

建设中的实验快堆堆芯和燃料棒组件“核能卷”中对我国铀资源的分析——评《中国能源中长期(2030、2050)发展战略研究》

何祚庥 中国科学院院士 中国科学院理论物理研究所研究员    (一)我国快速发展核电必须解决的一个困难的问题,所需铀资源将高达400万吨的可采储量。
    我在“一论、二论我国必须大幅度调整核政策”的文章中,曾再三强调,我国“必须重新审订‘2020年核电占5%,2030年核电占10%’,‘2050年核电达4亿—5亿千瓦’等既定的目标”。已谈了我国核电大发展将面临核安全或核防卫,以及资金投入太大、发电成本太高,等困难。其实,我国核电大发展还存在一个致命的困难——铀资源严重短缺。
    “短缺”是和“需求”相联系的。所以,非常重要的问题是,按现有核政策,中国将需要多少铀资源?在“核能卷”的203—204页中,对中国未来天然铀生产需要量和储量需求作了比较精确的回答,下面是该书给出的两张预测表:为什么“核能卷”竟给出两类需求?因为我国不仅需要保证2020年的功率为7000万千瓦核电站可以正常运转,还需要保证其持续运转60年。
    核能卷未给出“2020年后”的持续需求。但如果研究一下上述表格,可发现表9.2中的“天然铀储量需求”,其实和表9.1中的“运行容量”成正比。也就是每100万千瓦核电站的正常运转,必须有约1.1万吨天然铀储量的支撑。所以,如果“2030年达到2亿千瓦”,“2050年努力达到4亿千瓦以上”。而如果仍沿用压水堆技术,4亿千瓦将需要有440万吨的天然铀资源。但由于中国核电未来的发展可能用到快中子堆,快中子堆有增殖核燃料的能力,将能大量节约核资源。如果其资源利用率提高10倍,其资源需求量也将减少10倍;如果由于技术不甚完善,增殖能力接近零,其资源利用率也就大体上和压水堆差不多。“核能卷”未给出中国核电未来所用不同技术所占比例,但在“综合卷”的93页,却给出一个“我国未来核电发展路线”的表4.1和图4.1。
    从表4.1和图4.1可看出,这一“2050年努力达到4亿千瓦以上”的初步规划中,压水堆约为3.7亿千瓦,快中子增殖堆仅为0.3亿千瓦。所以,仅压水堆所需天然铀资源,至少将是370×1.1万吨=407万吨的可采储量!
    (二)我国能否获得数量如此巨大的资源,实属一大疑问?
    对上述疑问,在“核能卷”第230页的“主要结论”中,却给了一个完全肯定的回答:“铀资源不是我国核电发展的制约因素,通过努力是完全可以克服的”。理由是:1)“中国是铀资源较丰富的国家之一。我国已探明当量的铀资源,不是贫铀国家,而是一个潜在资源比较丰富的国家,有较大的发展潜力前景看好,……只要加大投入力度,加强国内勘查,可以迅速提高我国铀资源的保障能力”。2)“利用国内国外两个市场两种资源,加强国家的经统筹安排,形成强有力的团队,在国际市场上获得我们需要的铀资源是完全可能的”。3)“更重要的是我国要坚定不移地走循环经济的道路,实现铀钚再循环复用和快中子增殖堆核燃料增殖,可大幅度缓解对天然铀的需求,实现核燃料供应的可持续发展。”
    在《中国能源中长期战略研究》“综合卷”的Viii页的“摘要”,也充分认同了核能卷所持论点,“经过国产和进口并举努力,铀资源不构成对我国核能发展的根本制约的因素,??2050年达到4亿瓦以上,??之后,核电将继续发展,成为我国未来的主要能源之一”。
    但如果仔细阅读一下,这一由“多位”能源专家“分别”从“不同”角度,而“共同”撰写的这本《中国能源中长期(2030、2050)发展战略研究》的四卷本的“大著”,其实“充满”了不少“互相”矛盾、“互相”冲突的“多种”见解。尤以天然铀资源问题最为突出。
下面将依据散在此书不同卷秩中的各种资料、数据,评述一下核能卷第230页所给出的所谓“铀资源不是我国核电发展不可克服的制约因素”的“三大理由”,是否真能成立?
(三)中国究竟有多少天然铀资源?
    ①“核能卷”第230页的“主要结论”再三说:“我国已探明相当量的铀资源”,又说“中国是铀资源较丰富”。或“潜在资源比较丰富的国家”。
    “核能卷”未公布这一“相当量的铀资源”是多少。但在此书“电力卷”的第75页,却给了一个说法:“我国至今已探明大小铀矿200多个,证实存在相当数量的铀储量。矿石以中低品位为主,0.05%—0.3品位的矿石量占总资源量的绝大部分,矿床规模以中小型为主(占总储量的60%以上),探明的铀矿体埋深多在500m以内”。“2003年经济合作与发展组织(OECD)公布的数据显示:中国的铀资源量(成本低于130美元/kg铀)为7.7万吨铀,其中,成本低于40美元/kg铀的储量约占60%,主要分布在江西、新疆、广东、辽宁等地”。
    当然,从2003年—2010年,我国还在加快铀资源的勘探。在“电力卷”的75页还报导说,“2008年初,在伊犁地区,中核集团旗下的核工业二一六大队实现了我国地浸砂岩型铀矿找矿的首次重大突破,发现并提交了我国第一个万吨级地浸砂岩型铀矿床,使伊犁盆地成为我国第一个特大型地浸砂岩型铀矿田。”
    仅仅在2008年才发现了“第一个”“万吨级地浸砂岩型铀矿床”,就为之惊喜不已!这说明,2010年前的我国所掌握的天然铀资源,不会超过2×7.7万吨=15.4万吨。
    ②极有兴趣的问题是,这一“小于”15.4万吨的储量,占世界储量的份额是多少?
    可以从网上查到世界名列前10名的主要国家,可采天然铀储量是:
    这10个国家已拥有世界总计储量546,88的90%,2003年公布的7.7万吨只是总储量的1.4%,我们所估算的小于15.4万吨,最多也就是总储量的2.8%。
    ③更值得关注的是中国天然铀资源的远景储量,将涉及我国核电发展的未来。“核能卷”第205页说,我国“曾利用“二元对数正态分布地壳丰度模型法”估算,我国铀资源总量为170万吨。最近又正在进行新一轮的预测,我国铀资源总量可能超过200万吨”。其实,这类“预测”模型均是精度很差,充满着“一厢情愿”意愿(Wishful)的预测模型。
    2007年,天然铀资源现居“世界第一”土地面积约为中国面积的77%的澳大利亚,经过半个世纪的努力,一共才找出了129.3万吨的可采储量;中国竟然能在未来的30-50年间,依靠大力增加勘探力度,从“年不足60万米钻探工作量”,提升年钻探“200万米”工作量,(参看“核能卷”230页),就能找出可采储量高达200万吨的天然铀资源?!这真是不可想象!!
    相反,我们将不难利用理论物理学者惯用的“数量级分析方法”对我国天然铀资源存量给出如下估计:
正如上文指出,根据2003年公布的铀储量和可能的年勘探到矿量速度,可以判定,中国现在已掌握的天然铀资源最多仅占世界资源的2.8%。由于中国国土面积约占世界陆地面积的6.5%。而中国又仅为“比较丰富”,亦即不能认为是资源丰富的国家,也很难认为这一“比较丰富”的国家将能超过世界蕴藏量的“平均值”。由国际机构对已有资料的统计,“世界保有可采天然铀储量为550万吨”,“加上预测和推断铀资源约为1600万吨”。由此可估算出,中国近期可期望获得的天然铀资源的“上限”为550×6.5%=35.75万吨,远期可期望获得天然铀资源的“上限”为1600×6.6%=104万吨!而如果中国仍坚持核电的“大跃进”,在2050年的需求的天然铀储量至少是407万吨!
(四)我国能否指望从国际市场获得“407万-104万=303万吨”的天然铀资源储量?
    ①“核能卷”对进口天然铀资源,尤其是中远期的需求持十分乐观的态度。“核能卷”第206页说,“我们完全有可能从国际市场上获得经济可接受的天然铀,保证我国核电的快速发展”。在230页,又重复叙述了类似意见。
    但在“综合卷”第135页却说,我国“资源保有量尚难以满足核电大规模发展的需求”。在39页更提出警告,“我国的核电发展将可能需要累积解决300万吨或更多的(注:按我们估算,其实是407万吨的可采储量)天然铀供应问题”。又说,“我国需要从现在起,把铀资源供应问题作为一个重大的能源资源问题。认真落实,才能使铀资源供应的可能性转化为现实性。”
    而尤妙的是:“核能卷”虽然对中长期的铀资源供应,持极为乐观的态度,但对“近期”却表现出一定的担忧。“核能卷”的205页说,“与中远期核电发展的需求相比较”,近期“却出现了储量不足和生产供应紧张问题”。在“核能卷”的206页又说,“目前我国核电的装机容量还不到电力总装机量的2%,铀资源的对外依存度稍高,‘暂时’还不足以构成对我国能源安全不可接受的威胁”。——这真是逻辑推演的一个很大的讽刺!我国核电仅占电力装机的2%,就已经发生了“对外依存度较高”,发生了“暂时”“还不足以构成对能源安全??的威胁”;而如果中国核能的未来要提升到5%,10%,甚而15%,却反而认为更高的“对外依存度”,将不足以“构成对能源安全的威胁”,反而乐观地认为我国“在国际市场上获得我们需要的铀资源是完全可能的”!
    ②相反,2010年,国际原子能机构发布了《铀2009年——资源产量和需求》,即第23版的“铀红皮书”,却对世界铀产能和需求预测,持有完全相反的意见。此书说“截止到2009年1月1日,在总查明资源方面,成本低于130美元/千克的铀资源微降到540.4 万吨,比2007年的数据少了1.2%。但成本低于260美元/千克的资源数量增至630.63万吨,比2007年成本低于130美元/千克的资源数量增加 了15.5%。”对于预测和推断的铀资源仍维持原来的“约为1600万吨”。
    而极为有兴趣的是,这一第23版的红皮书给了一个“2035年前世界铀产能和需求预测对比”的一张预测图。
    这一预测图明确“反驳”了核能卷第205页和206页的预期:在2020—2035年间,“我国完全有可能从国际市场获得天然铀”。而相反,从2010年到2020年,在天然铀的产能和需求之间,国际市场上能提供的天然铀,却比较宽松。
    ③更值得关注的,是我国对天然铀资源的需求将在国际市场上占多大份额?由“世界铀资源”红皮书,已知目前“世界保有可采天然铀储量是550万吨”,“加上预测和推断铀资源共约为1600万吨铀”。而如上所述,我国到2050年的天然铀“缺口”,约是300万吨。也就是将占当前保有量550万吨的55%,或将占“未来”储量1600万吨的19%。一个尖锐的问题是:我国能否从国际天然铀市场上限取得如此巨大的份额?
    非常值得参考的,是石油部门对如何确保石油供应安全问题的估计和分析。2008年,美国石油消费量高达8.85亿吨,占当年世界石油消费总量的21.5%,而美国自产原油3.1亿吨。同年,中国年消费3.9亿吨,占世界石油消费总量9.5%,自产原油2.1吨,进口石油约1.8亿吨。但我国的石油部门,在“油气卷”的169页,却“建议我国石油对外依存度上限最好控制在60%为宜”。原因是:“综合全球石油供需形势以及我国石油替代发展的潜力,借鉴美国石油安全战略的有关做法,为保证我国石油供应安全和经济社会平稳健康发展,我们建议我国石油对外依存度上限最好控制在60%为宜,千万不要突破65%。主要基于以下考虑:1)石油进口总量尽量不超过美国,避免成为世界石油市场上关注和攻击的焦点,对国家和平发展更有利??”
    而极为奇妙的是:在“核能卷”的第202页,也完全认同地写下类似字句:“我国于1993年成为石油净进口国,石油能源缺口越来越大。”“2008年我国进口原油1.79亿吨”“较高的对外依存度以及变幻莫测的国际形势,大大增加了我国石油进口的风险,进而影响我国的能源安全和国家安全。”
同样是从国际市场争夺能源。石油的进口量占国际市场供应能力的9.5%,就“进而影响我国国家安全”;而中国核能发展的未来,其争夺的份额可能高达19%,甚而是55%,而按“核电卷”第230页的说法,却竭力主张要“加强国家的统筹安排,形成强有力的团队”,确保“在国际市场上获得我们所需要的铀资源”。——这岂不是在“国家安全”问题上,“典型”地主张应奉行“双重标准”的政策!
(五)中国的快堆技术能否充分满足中国未来对核燃料的需求?
    不论是“核能卷”,还是“综合卷”,都对我国的“快堆”技术,抱有殷切的希望,但我国快堆专家们却持着谨慎的态度。“核能卷”的第210页,230页,都再三说,“发展快堆可大幅度提高资源利用率”“可大幅缓解对天然铀的需求,实现核燃料供应的可持续发展”。但是,通读“核能卷”里有关快堆技术的介绍,应该说,以阮可强院士为组长的“快堆及后处理组”,却采取了“不跟风”和“极为谨慎”的态度。原因是:目前正在研发中的“快堆+后处理”的技术,并不是“先进”技术,不可能利用这一技术,真正实现核燃料的快速增殖。这集中表现在“核能卷”第235页,所提供的一张图:
    这一附图1.2勾画的是两种不同快堆技术,氧化物燃料快堆和金属燃料快堆。后者的发电容量可以快速增长,而前者只能以“甚低”速度慢慢增长!很不幸!整个国际社会发展的均是氧化物燃料快堆技术,而金属燃料快堆技术只在理论概念上成立,只进行过少量实验,并没有真正可行的研发工作。我国快堆的研发,当然只能首先学习氧化物燃料快堆技术,只能期望在“2040年前后建成一个配套的接近增殖的快中子堆核能系统,实现快堆核燃料循环的闭合和核燃料的接近增殖”。(见综合卷,第107页)
    这里需要解读一下,何谓“接近增殖”?
    理论上的快中子堆是增殖堆,可以实现核燃料不断增殖。但如果其增殖系数过低,仅略大于1,仅约为1.1—1.2,那么加上核燃料的后处理,实现闭式循环时,将不可避免地,还要损失10%—20%。最后就只能“接近增殖”。其实就是不能做到“增殖”。
    为什么在“综合卷”第93页上勾画的未来发展路线图中,要求到“2050年努力达到4亿千瓦以上”,而快堆却仅有3000万千瓦,亦即仅占全部核能的8.5%。原因在于不可能期望现有“氧化物燃料快堆+湿式核燃料后处理”技术,实现核燃料的大量增殖。
    下面对本文作一小结。
    (六)小结
    ①需要向石油部门学习,制定我国核电发展的“天花板”。所谓“加强国家的统筹安排,形成强有力的团队,大力从国际市场上获得(注:其实是攫取)我们需要的铀资源”的政策,是完全不能“被”采纳的。
    ②支持并赞成运用经济杠杆,大力从国际市场收购天然铀,建立铀资源和钍资源储备,以应对未来可能发生的不测事件。
    ③仍然支持和呼吁我国核能应迅速转为面向海洋经济。在2011年5月29日的《光明日报》所刊登的有关“海洋经济”的一篇文章说:“海洋占地球表面积71%”,“有取之不尽、用之不竭的潮汐能、海浪能、海流能、温差能、盐度差能等再生能源”。“海洋是人类生活、生产的重要空间,世界上60%的人口居住在距离海岸线100公里的地区”。“21世纪是海洋世纪。海洋世纪展示了海洋在未来国际竞争中的重要战略地位,迫切要求中国在新世纪中必须加速布局海洋、竞争海洋、兴盛海洋”。“大力发展海洋经济,是新世纪拓展国家和区域经济发展空间的迫切需要。进入新世纪后,随着全球贸易的持续增长和陆地资源加速开发导致资源储量日益减少,西方发达国家和涉海国家都聚焦于海洋,以争夺海洋资源、控制海洋通道、扩占海洋空间和海洋科技‘制高点’为核心的海洋竞争日趋激烈”。“我国有18000多公里海岸线,6300多个岛屿,300多万平方公里的管辖海域,发展海洋经济潜力巨大。2010年,我国海洋生产总值38439亿元,比上年增长28.8%,占全国生产总值的9.7%,成为国民经济新的增长点”。“同时,我国还拥有和平利用公海和参加国际合作开发海洋资源的权力,开发和利用海洋的空间广阔,由此决定中国要拓展发展新空间,就必须向海洋进军,大力发展海洋经济”。
    而大力发展海洋经济的关键技术或“制高点”之一,是必须用核动力装备我们远洋海轮,装备能漂浮在海上的移动电源,装备能保护我国海洋经济安全的核航母、核潜艇等各种快速舰艇,以应对未来可能发生的石油短缺。
    为什么我们坚决呼吁必须设定我国核电发展“天花板”?原因在于我国必须保持能应对、能长期支撑海上军事活动的强大的能源储备。
核电快堆有望2030年实现商用
2011.7.22
http://www.bidcenter.com.cn/Statute-171363-2.html

7月23日下午消息,中核集团宣布实验快堆首次成功临界后,又有进一步消息称,中俄签订示范快堆备忘录,有意向在中国建设BN-800型示范快堆核电站2台机组。按照中核集团规划,预计2020年完成快堆示范项目,2030年建成快堆商业化项目。
中俄签订核电示范快堆备忘录
7月21日,中核集团宣布:由中核集团中国原子能科学研究院自主研发的中国第一座快中子反应堆――中国实验快堆(CEFR)达到首次临界,意味着我国第四代先进核能系统技术实现突破。我国成为世界上第8个掌握快堆技术的国家。
按照中核集团的规划,中国快堆发展拟采取三步走的发展战略:实验快堆―示范快堆―大型商用快堆,目前已经完成第一步。
今年3月,中国国家副主席习近平在访问俄罗斯期间,与俄罗斯副总理茹科夫共同出席了《中国核工业集团公司与俄罗斯国家原子能集团公司关于在中国合作建造BN-800型示范快堆核电站2台机组的谅解备忘录》的签字仪式,备忘录制定了最近两年的工作计划,有意向在中国建设BN-800型示范快堆核电站2台机组。
与中国快堆进行技术合作的俄罗斯,已开始两座80万千瓦的快堆电站的建造,一座在斯维尔德洛夫斯克,一座在南乌拉尔。
快堆技术使核燃料“越烧越多”
截至目前,世界上共建成了各种类型的快堆21座。快中子反应堆因高利用率和环保价值,成为世界上第四代先进核能系统的首选堆型,代表了第四代核能系统的发展方向。
目前,在核电站中广泛应用的压水堆(如我国的秦山、大亚湾核电站堆型),对天然铀资源的利用率只有约1%,而快堆则可将这一利用率提高到60%~70%。
由于利用率的提高,相对较贫的铀矿有了开采的价值。就世界范围讲,可采铀资源将因此增加上千倍。以目前探明的天然铀储量推测,快堆的使用可以使铀资源可持续利用3000年以上。
快堆技术不仅实现核燃料“越烧越多”,还具有环保意义。热堆反应后的剩余物的放射性仍然很强,如果直接进行地质处置,耗资惊人。而这些核废料在快堆反应中经过回收再利用以后,放射性物质的衰变期只有二三百年,可以大大减少核废物处置量,降低乏燃料长期毒性风险。
但由于技术难度大,世界各国的快堆仍然停留在实验堆的基础上,尚未发展到商用阶段。
实现商用还需要20年
据中核集团专家介绍,中国下一步建设的示范快堆,与目前的实验快堆相比,在功率、体量上有很大的变化,在技术上也需要有突破。
例如,实验快堆是以高浓二氧化铀为燃料,而为了实现核燃料增殖,还需要在示范快堆中进一步研制铀和钚的混合燃料。在技术开发上,还需要加大对实验设施的投入。另外,还要通过示范项目将现在掌握的技术进行集成,通过示范堆的建设,对所有的工程问题、经济性问题进行验证,才能过渡到商用快堆,最终实现大规模地投入运行。
“预计每10年完成一个阶段,即2020年完成示范项目,2030年完成商业化项目。”中核集团相关人士表示。
快中子增殖反应堆

  快中子增殖反应堆,简称“快堆”,是获取核能的一种技术。
  快堆是一种以快中子引起易裂变核铀-235或钚-239等裂变链式反应的堆型。
快堆的一个重要特点是:运行时一方面消耗裂变燃料(铀-235或钚-239等),同时又生产出裂变燃料(钚-239等),而且产大于耗,真正消耗的是在热中子反应堆中不大能利用的、且在天然铀中占99.2%以上的铀-238,铀-238吸收中子后变成钚-239。在快堆中,裂变燃料越烧越多,得到了增殖,故快堆的全名为快中子增殖反应堆。快堆是当今惟一现实的增殖堆型。(这里不说增值而说增殖,是表示经过裂变来繁殖的意思,当然,事实上它也是增值了。)。
快堆不用铀-235,而用钚-239作燃料,不过在堆心燃料钚-239的外围再生区里放置铀-238。钚-239产生裂变反应时放出来的快中子,被装在外围再生区的铀-238吸收,变为铀-239,铀-239经过几次衰变后转化为钚-239。在大型快堆中,平均每10个铀-235原子核裂变可使12至14个铀-238转变成钚-239。这样,钚-239裂变,在产生能量的同时,又不断地将铀-238变成可用燃料钚-239,而且再生速度高于消耗速度,核燃料越烧越多,快速增殖,所以这种反应堆又称"快速增殖堆"。
也可以做这样一个比喻:一艘帆船因暴风雨而搁浅,船员在阴雨连绵的孤岛上生火做饭。有的人直接用仅剩的干木头生火烧烤食物。但是聪明人则提议,用湿木头当炉灶来烧食物。这样干木头用完的时候,湿木头也被烤干。最后所有的湿木头都可以用于求生。而在热堆和快堆中,铀-235是干木头,铀-238就是湿木头。干湿结合地可持续的使用,这就可以榨干铀所有的能量。
在这种堆中,每消耗1公斤易裂变燃料可以产出多于1公斤甚至高达1.5公斤以上的新的易裂变燃料(钚)。多生产出来的燃料可以用于新建快堆,新快堆又进行增殖。从效果看,快堆运行中真正消耗的不是开始放进去的易裂变燃料铀—235,而是占天然铀99.2%以上的铀—238。所以在发展压水堆的基础上再发展快堆,考虑钚的再循环和损耗,可将铀资源的利用中提高到60-70%。由于利用率的提高,更贫的铀矿出有了开采的价值,就世界范围讲可采铀资源将增加千倍。所以说,把快堆发展起来,裂变核能将成为几乎不可耗竭的能源。
快中子增殖反应堆结构
快中子堆一般采用氧化铀和氧化钚混合燃料(或采用碳化铀-碳化钚混合物),将二氧化铀与二氧化钚混合燃料加工成圆柱状芯块,装入到直径约为6毫米的不锈钢包壳内,构成燃料元件细棒。燃料组件是由多达几十到几百根燃料元件细棒组合排列成六角形的燃料盒。
快堆堆芯与一般的热中子堆堆芯不同,它分为燃料区和增殖再生区两部分。燃料区由几百个六角形燃料组件盒组成。每个燃料盒的中部是混合物核燃料芯块制成的燃料棒,两端是由非裂变物质天然(或贫化)二氧化铀束棒组成的增殖再生区。核燃料区的四周是由二氧化铀棒束组成的增殖再生区。反应堆的链式反应由插入核燃料区的控制棒进行控制。控制棒插入到堆芯燃料组件位置上的六角形套管中,通过顶部的传动机构带动。
由于堆内要求的中子能量较高,所以快堆中无需特别添加慢化中子的材料,即快堆中无慢化剂。目前快堆中的冷却剂主要有两种:液态金属钠或氦气。根据冷却剂的种类,可将快堆分为钠冷快堆和气冷快堆。气冷快堆由于缺乏工业基础,而且高速气流引起的振动以及氦气泄漏后堆芯失冷时的问题较大,所以目前仅处于探索阶段。
钠冷快堆用液态金属钠作为冷却剂,通过流经堆芯的液态钠将核反应释放的热量带出堆外。钠的中子吸收截面小;导热性好;沸点高达886.6℃,所以在常压下钠的工作温度高,快堆使用钠做冷却剂时只需两、三个大气压,冷却剂的温度即可达500-600℃;比热大,因而钠冷堆的热容量大;在工作温度下对很多钢种腐蚀性小;无毒。所以钠是快堆的一种很好的冷却剂。世界上现有的、正在建造的和计划建造的都是钠冷快堆。但钠的熔点为97.8℃,在室温下是凝固的,所以要用外加热的方法将钠熔化。钠的缺点是化学性质活泼,易与氧和水起化学反应。所以在使用钠时,要采取严格的防范措施,这比热堆中用水作为冷却剂的问题要复杂得多。
按结构来分,钠冷快堆有两种类型,即回路式和池式。
回路式结构就是用管路把各个独立的设备连接成回路系统。优点是设备维修比较方便,缺点是系统复杂易发生事故。与一般压水堆回路系统相类似,钠冷快堆中通过封闭的钠冷却剂回路(一回路)最终将堆芯发热传输到汽-水回路,推动汽轮发电机组发电。所不同的是在两个回路之间增加了一个以液钠为工作介质的中间回路(二回路)和钠-钠中间热交换器,以确保因蒸汽发生器泄漏发生钠-水反应时的堆芯安全。
    池式即一体化方案,池式快堆将堆芯、一回路的钠循环泵、中间热交换器,浸泡在一个很大的液态钠池内。通过钠泵使池内的液钠在堆芯与中间热交换器之间流动。中间回路里循环流动的液钠,不断地将从中间热交换器得到的热量带到蒸汽发生器,使汽-水回路里的水变成高温蒸汽。所以池式结构仅仅是整个一回路放在一个大的钠池内而已。在钠池内,冷、热液态钠被内层壳分开,钠池中冷的液态钠由钠循环泵唧送到堆芯底部,然后由下而上流经燃料组件,使它加热到550℃左右。从堆芯上部流出的高温钠流经钠-钠中间热交换器,将热量传递给中间回路的钠工质,温度降至400℃左右,再流经内层壳与钠池主壳之间,由一回路钠循环泵送回堆芯,构成一回路钠循环系统。
两种结构形式相比较,在池式结构中,即使循环泵出现故障,或者管道破裂和堵塞造成钠的漏失和断流,堆芯仍然泡在一个很大的钠池内。池内大量的钠所具有的足够的热容量及自然对流能力,可以防止失冷事故。因而池式结构比回路式结构的安全性好。现有的钠冷快堆多采用这种池式结构。但是池式结构复杂,不便检修,用钠多。
1975年在法国境内合资建造的"超凤凰"快堆电站,就是一座钠冷、池式、四环路快中子堆商用验证电站。其电站热功率300万千瓦,净电功率120万千瓦。采用外径8.5毫米的不锈钢管做燃料元件包壳,271根燃料棒组成一个组件。堆芯共364个燃料组件,通过堆芯的钠流量为5.9万吨/小时。采用池式结构,钠池内径21米,高19.5米,堆芯高1米。有并列的四个环路,包括四台钠泵和八台中间热交换器都放在钠池内。增殖比可达1.2;功率密度为285千瓦/升;热能利用效率达到41%。
钠冷快中子堆采用停堆换料的方案。换料是在250℃左右高温液态钠池内进行。换料时通过移动臂将燃料组件取出,通过倾斜通道输送到乏燃料贮存池中去,经衰变后送后处理厂加工。
快中子对核电站的主要特点归纳如下:
1. 可充分利用核燃料      比目前的热堆对核燃料的利用率提高80倍。
    2. 可实现核燃料的增殖    摆脱即将面临的铀资源日益枯竭的困境。
    3. 低压堆芯下的高热效率  在堆芯基本处于常压下,冷却剂的出口温度可达500一600℃。
    中国实验快堆工程
  尽管利用热中子反应堆可以得到巨大的核能,但是,在天然铀中,仅有0.714%的铀同位素——铀-235,能够在热中子的作用下发生裂变反应,而占天然铀绝大部分的铀同素——铀-238却不能在热中子的作用下发生裂变反应。但铀-238在吸收中子后,经过几次核衰变,可以变成另一种可裂变的核材料钚-239。
  在热中子反应堆中,产生的钚-239的数量不足以抵偿消耗的铀-235。只有利用快中子来维持链式反应,使新产生的可裂变材料多于消耗的裂变材料。这种主要由快中子来引起裂变链式反应的反应堆,叫做快中子反应堆,简称快堆。
  我国核能利用已进入商用阶段,目前已有9座核电反应堆机组在运行,总装机容量达到670万千瓦,主要堆型是压水堆。压水堆是热中子堆(或称慢中子堆),主要利用铀-235作为裂变燃料,而铀-235只占天然铀的0.7%左右。对压水堆来说,烧一次只能烧掉核燃料(即投入铀资源)的0.45%左右,剩下的99%还是烧不掉,其中主要是铀-238。如果把快堆发展起来,将压水堆运行后产生的工业钚和未烧尽的铀-238作为快堆的燃料也进行如上的多次循环,由于它是增殖堆,裂变燃料实际不消耗,真正消耗的是铀-238,所以只有铀-238消耗完了,才不能继续循环。
  理论上,发展快堆能将铀资源的利用率提高到100%,但考虑到加工、处理中的损耗,一般来说可以达到60%~70%的利用率,是压水堆燃料一次通过的利用率的130~160倍。利用率提高了,贫铀矿也有开采价值,这样,从世界范围讲,铀资源的可采量将提高上千倍。 1986年,我国快堆技术开发纳入国家“863”高技术计划,开始了以6.5万千瓦热功率实验快堆为工程目标的应用基础研究。研究重点是快堆设计研究、燃料和材料、钠工艺、快堆安全等。至1993年总共建成20多台套有一定规模的实验装置和钠回路,为中国实验快堆的设计奠定了基础。 1993年,我国快堆研究进入发展阶段。由于我国在快堆基础研究和应用基础研究阶段对快堆设备和系统研究甚少,因此遵照以我为主、引进国外先进技术的原则,与俄罗斯进行了联合快堆技术设计,接着进行了自主的初步设计和施工设计,目前设计已经完成,主体土建工程已经结束,已有300多台大型设备安装就位,正在进行各系统的安装;燃料已验收,主要设备已到货,以设备投资计国产化率达到70%。2005年初,核级钠将进厂,堆本体将进行安装,预计2007年首次临界。
  目前国际上使用的压水堆核电站,它存在核燃料利用率低的问题,铀矿资源中只有占蕴藏量0.66%的铀-235能够在提纯处理后作为核电站燃料,而其余占天然铀99.2%以上的铀—238则只能做核废料处理。因此,大规模的核电建设计划,对于日益枯竭的铀矿资源而言,是个矛盾日深的关系。预计到2030年,世界上易开采的低成本铀资源的80%都将被消耗掉。而那时,正是我国核电事业大发展时期,核电站可能出现无米下锅的尴尬局面。
  而快中子增殖反应堆则完全能够解决这一问题,它可以将带有放射性的铀—238从核废料变成核燃料,使铀矿资源利用率从1%提高到70%以上。一举解决铀矿资源枯竭,核材料利用率低,和核废料难以处理等三大棘手问题。因此开发快中子增殖反应堆,对于充分利用我国铀资源、持续稳定地发展核电、解决后续能源供应等问题具有重大的战略意义。
   快堆技术比较复杂,工程开发投资较大,我们在国家“863”高技术计划领导下,完成了我国快堆发展战略和技术路线的研究,并提出我国快堆工程技术分三步发展的建议:
  第一步,中国实验快堆,热功率6.5万千瓦,电功率2万千瓦,目前正在建造,计划2009~2010年临界和并网。
  第二步,中国原型快堆,电功率约60万千瓦,建议2013年建造,2020年运行,目前正处规划建议阶段。
  第三步,中国商用验证堆,电功率100万~150万千瓦,建议2018年建造,2025年运行,在此基础上2030年~2035年批量推广大型高增殖快堆。国外快堆的发展已有半个世纪,发展快堆的9个国家美、俄、英、法、日、德、意、印、韩总共建成过21座快堆。目前所有建造快堆的国家为了未来大规模核能的发展,均不同程度地开始研究用快堆来焚烧热堆产生的放射性废物,使核能变成更加清洁的能源,同时也开展一些新型快堆的预研。需要大规模发展核能来替代常规能源的国家,必然要发展快堆和相应的闭式燃料循环,将铀资源用好、用尽。如果热堆发展已有一定规模,就应考虑首先用快堆、继而用更有效的加速器驱动次临界快堆将长寿命废物尽量焚烧掉,让需要地质深埋的废物尽量减少。
   中国实验快堆工程(CEFR)属于“863计划”国家重点实验性核反应堆工程,是我国第一座钠冷池式快中子反应堆。工程选址位于北京房山区中国原子能科学研究院内,这一实验快堆由科技部、国防科工委及核工业集团公司出资兴建,总投资达13.88亿元人民币,中国原子能科学研究院负责建设管理和建成后的运行。是国家863计划中投资最大的专案之一。
    工程总建筑面积43500平方米,包括核岛厂房,核岛专用厂房,汽轮发电机厂房(包括连廊),其中核岛厂房建筑面积36000平方米,地下一层,地上十层,东西长64米,南北宽79.65米,3米厚的筏板座落于砂卵石层上,筏板底标高为-7.7米,反应堆大厅顶盖采用圆形砼拱顶,顶标高为57米。整个厂房均为现浇砼结构,其筏板砼总量14600平方米,钢筋2800吨。围绕建设中国实验快堆的目标,中国原子能科学研究院在"七五"、"八五"开展了多项课题研究,并于"八五"开始工程设计。由于这是国内首次自主研究、设计、建造和管理,与国内在建的核电工程相比,技术更复杂,管理难度更大。
    在试验快堆建设过程中,以钠为冷却剂,首次将非能动余热倒出系统应用于快堆,正在国际上也是首次。该系统的设计原理式依靠自然对流和自然循环倒出余热,不用阀门和泵,初打开空气冷却器风门为主动动作外,其余全部由非能动原理试验。该系统可以保证在全厂断电、地震和失水三种最严重的事故状态下,将堆芯余热倒出,从而保证反应堆的安全。
该实验堆热功率65MW,试验发电功率20MW,共分15个子项、219个系统。1995年底由有关部门批准立项,自1998年10月开始负挖,2000年5月30日浇灌第一罐混凝土,2000年7月18日,国家主席江泽民与俄罗斯总统普京出席《中俄两国政府关于在中国建造和运行快中子实验堆的合作协议》的签字仪式,将中俄两国的快堆技术合作推到国家一级的新高度。2002年8月核岛主厂房封顶,2005年8月11日堆容器首批大型部件吊入反应堆大厅安装。计划于2009年6月建成达到临界,2010年6月试验发电。
世界快堆发展现状
  国际上快堆发展从上世纪四十年代起步,只比热堆的出现晚四年,而且第一座实现核能发电的是快堆。1942年12月2日,美国科学家费米在芝加哥的一个地下实验室里,用石墨和碳棒建立了世界上第一个可控制的核反应堆。1946年美国建成世界上第一座实验性快中子反应堆即热功率25千瓦的克来门汀(Clementine)。截至今天,世界上共建成了各种类型的快堆21座。
  1964年,苏联建立第一个热中子反应堆。1967年,法国建成名为“狂想曲”的热功率为4万千瓦的反应堆。1974年,25万千瓦的快中子反应堆投入运行。1980年,苏联建成电功率60万千瓦的快中子实验反应堆,有着相当于秦山核电站的二期工程的发电量。1985年法、德、意三国建成的功率120千瓦的经济验证快堆Superhenix-1。同年,印度在法国人的帮助下建立试验热中子反应堆。1994年日本建成的功率31.8万千瓦的文殊(Monju)原形快堆。
    但是半个世纪后,快堆仍然停留在实验堆的基础上,还未发展到商用阶段。这主要是在技术上,快堆比轻水堆难度要大得多。
    在钠作冷却剂的快堆中,液态金属钠与水(或蒸汽)相遇就会产生剧烈的化学反应,并可能引起爆炸;钠与空气接触就会燃烧;钠中含氧量超过一定数量会造成系统内结构等材料的严重的腐蚀;堆内的液态钠由于沸腾所产生的气泡空腔会引入正的反应性,其结果会使反应堆的功率激增,从容导致反应堆堆芯熔化事故的发生;快堆为提高热利用率和适应功率密度的提高,燃料元件包壳的最高温度可达650℃,远远超过压水堆燃料元件约350℃的最高包壳温度。很高的温度、很深的燃耗以及数量很大的快中子的强烈轰击,使快堆内的燃料芯块及包壳碰到的问题比热堆复杂得多。
    通过四十年来的努力,以及一系列试验堆、示范堆和商用验证堆的建造,上述困难已基本克服。现在快堆技术上已日臻完善,是目前接近成熟的堆型,为大规模商用准备了条件。预计本世纪中期,快堆将逐渐在反应堆中占主导地位。可以说,快中子堆对即将到来的核能大发展是最为重要的堆型。
    2000年国际原子能机构提出的未来国际上第4代六种核电堆型中,就有3种是快堆,即钠冷快堆、铅冷快堆和气冷快堆,之所以如此,是因为无论哪种类型的快堆,都具有增殖裂变核燃料和嬗变长寿命核废物的特点,而这正是核电发展过程中至关重要的前端核燃料供给和后端乏燃料处理问题。实践证明,快堆是一种安全可靠的堆型。目前是单堆生产,经济性不好,一旦推广应用,便有经济竞争力。
  但是20世纪90年代初,由于西方环保组织的大力反对,欧美等国相继放弃了快堆的发展。由于欧美经济发展不快,人口几无增长,德国购得便宜的天然气,美、英控制了中东石油,法国电力过剩,它们在近一二十年内已很少建新核电站,因此快堆的商用计划也就推晚了。但是进入21世纪之后,这些国家相继重开快堆的研究,重点从增殖核燃料转向了用快堆来焚烧核电站产生的放射性废物和过剩的钚,使之对环境无害。
    缺少能源的国家和积极开发快堆市场的国家对快堆发展和商用计划并不放松,如中、俄、日、印、韩国等。俄已开始两座80万千瓦的快堆电站的建造,一座在斯维尔德洛夫斯克,一座在南乌拉尔。印度于2001年开始建造一座50万千瓦快堆电站,预计2020年印度将有五座这一规模的快堆运行,日本原子能委员会认定快中子增殖堆和基于钚利用的封闭的核燃料循环是日本供应长期稳定能源的方向,成立了日本核燃料循环研究院,加强快堆技术开发。韩国快堆发展计划已经开始,技术路线是国际合作,在美国通用电气的帮助下积极发展功率13万千瓦的实验快堆,跳过实验快堆阶段,一步到原型快堆规模的模块快堆。巴西也已开始组织快堆技术的发展工作。可以预见,随着核电发展与铀矿资源不足矛盾的加深,国际上将掀起快堆发展的新高峰。预计快堆商用化要到2030~2040年。
中国快堆研究概况
    我国的快堆研究始于1965年,凝聚了几代人的心血。经历了基础研究(1965—1987年)和应用基础研究(1987—1993年)阶段。现在已进入设计实验验证阶段(1995年至今)。早在上世纪60年代后期,周恩来总理亲自批准将50公斤浓缩铀用于快堆零功率装置建设,当时将研发的重点放在了快堆堆芯中子学、热工程学、钠工艺和材料等基础方面。到1987年,我国共建成了12台(套)试验装置和钠回路装置,其中包括一座快中子零功率装置,并于1970年6月末首次临界。
    我国快堆研究加速是在1987年快堆技术被列为863高技术计划之后,当时的核工业部集中了全国快堆技术人员,并拨出专款建立了专门的快堆研究实验室,1992年正式命名为快堆研究中心。开始了以6.5万千瓦中国实验快堆为目标的应用基础研究,相继开展了九个课题60多个子课题的研究工作,获得一大批科研成果。开发和研制了物理、热工、燃料、力学、安全等方面约50个设计计算程序,基本满足了快堆设计的软件需要。先后建成多功能钠净化台架、中规模钠净化装置,成功开发了实用化的钠净化技术;建立了高温钠沸腾试验回路,为燃料元件安全设计提供了分析依据。研制成功快堆燃料包壳和堆芯结构材料,为实验快堆提供国产材料做好了技术准备。 1997年完成该堆的初步设计,2000年5月开始建造。2000年7月在江泽民主席和普京总统的主持下,中国和俄罗斯在北京签署了中俄两国在中国建造快中子实验堆的合作协议,这将大大推动中俄快堆技术合作。
  我国改革开放三十多年来,国民经济发展突飞猛进。为实现本世纪中叶达到中等发达国家的经济水平的战略目标,对比当今中等发达国家的经济水平,特别是经济发展的基础,要求年人均能耗至少应达到3吨标煤,年人均电力消耗至少应达到5000度。目前我国这两项指标只有约1吨标煤和约1000度电的水平。
    由于我国核能的应用,从一开始就重点选择的是压水堆。按照我国核电发展的速度计算,预计到2020年,核电总装机容量有可能达到4000万千瓦,按照百万千瓦级压水堆核电站初装料为天然铀360吨、年换料为140吨计算,到那时我国对天然铀的需求量将达到6万吨;而到2030年,核电装机总容量达到5000万千瓦时,对天然铀的年需求量将达到11.7万吨,国内的天然铀产量已经无法满足需要。
    而如果在发展压水堆核电站的同时,匹配的发展快堆核电站,压水堆生产的工业钚可以作为快堆的初装料,快堆运行时消耗铀-238,增殖核燃料钚。这样,两种堆型匹配发展,并封闭核燃料循环可将铀资源的利用率从单纯发展压水堆的1%左右提高到60%~70%。所以,只要2030年左右能批量建成高增殖快堆,则压水堆给快堆的钚的积累核快堆自身增殖则可以使我国核电在2050年发展到2.4亿千瓦的水平,并且天然铀的年累积需求量不会超过25万吨。而快堆可以嬗变长寿命放射性废物,将使核工业发展无环境污染之忧。核电站所产生的乏燃料中,有些长寿命的核废物需要衰变三、四百万年才能降到与天然铀相当的放射水平。而快堆是以快中子运行的反应堆,那些强放射性废物在快堆中可以当裂变燃料烧掉,研究证明,一座热功率为100~150万千瓦的大型快堆,可以嬗变掉5~10座同等功率压水堆所产生的长寿命核废物。
    所以在我国,快堆发展起来后可以实现两大方面的引用,一是大型增殖快堆,其发展将使我国核电大规模发展而无核燃料缺乏之虞,另一个是中等规模的模块化快堆,一方面发电,一方面焚烧长寿命放射性废物,使我国核电大规模发展亦无环境污染之忧。快堆是当今唯一现实的增殖堆和有效的嬗变堆型,压水堆、快堆配套发展,能够实现核燃料的封闭循环,使核能真正成为能够大规模应用的清洁能源。
因此快堆在我国核能利用的战略布局中占有十分重要的地位,按照规划,我国快堆工程发展分三步走,实验快堆是发展的第一步,主要目的是积累设计、建造和运行经验,并辐照考验燃料、材料和快堆设备。
第二步是设计、建造和运行电功率60万千瓦以上的中国原型或示范快堆,已申报纳入2006-2020国家中长期科技规划,目前已开始设计准备,该堆将于2020年建成运行。
    第三步是建设100-150万千瓦电功率大型高增殖商用快堆核电站,预计2025年建成,2030-2035年批量建造推广。这样,约25-30万吨天然铀即可支持压水堆-快堆联合发展,实现2050年24000万千瓦或更大核电容量的宏伟目标。快堆核电站进入“壮年期”后将会给国家核能的可持续发展和国家能源供应的安全性做出重大贡献。
中国首座实验快堆成功实现并网发电
2011-07-22人民日报海外版(北京)


中国实验快堆外景
据新华社北京7月21日电 我国第一个由快中子引起核裂变反应的中国实验快堆21日10时成功实现并网发电。这一国家“863”计划重大项目目标的全面实现,标志着列入国家中长期科技发展规划前沿技术的快堆技术取得重大突破。这也标志着我国在占领核能技术制高点,建立可持续发展的先进核能系统上跨出了重要的一步。
中国实验快堆采用先进的池式结构,核热功率65兆瓦,实验发电功率20兆瓦(2万千瓦),是目前世界上为数不多的大功率、具备发电功能的实验快堆,其主要系统设置和参数选择与大型快堆电站相同。
(本文来源:人民网-人民日报海外版作者: 吴晶晶 )
福建三明核电有限公司成立  
来源:[三明日报]   2010-04-29 11:07:00    字体显示:大 中 小   阅读人次:   


  4月28日,由中国核工业集团、福建省投资开发集团有限责任公司和三明市国有资产投资经营公司三方合资的福建三明核电有限公司在福州揭牌。这标志着三明示范快堆核电项目取得重大实质性进展。 

  中国核工业集团公司党组书记、总经理孙勤和省政府副省长张志南在热烈的掌声中共同为福建三明核电有限公司成立揭牌。 

  中国核工业集团公司副总经理余剑锋,省直和中核集团有关部门负责人,市领导黄琪玉、刘道崎、刘鑫、袁德俊、朱昌贤等出席揭牌仪式。 

  余剑锋在仪式上讲话。他首先代表中核集团及福建三明核电有限公司对省委、省政府,市委、市政府给予中核集团以及三明核电项目的大力支持和帮助,表示衷心感谢。 

  余剑锋说,核电作为安全、经济、可靠的清洁能源,是当今低碳经济时代的重要能源之一。大力发展核电对于促进节能减排、结构调整、产业升级和转变经济发展方式、培育战略性新兴产业具有重要意义。他表示,中核集团将按照中央领导的指示精神,以民族核电的发展为己任,以整体实力作为核电项目的坚强后盾,发挥中核电在核电研发、设计、核电技术服务、安全保障、核电站工程管理和运营的优势,遵循“以我为主、中外合作”的方针,积极推进三明示范快堆项目。中核集团将在福建省委、省政府的大力支持和帮助下,与各股东方团结协作,按照现代企业制度规范运作,扎实做好工程各项工作,切实建设好三明示范快堆核电项目,努力促进我国核电事业又好又快发展,为建设资源节约型、环境友好型社会,促进海峡西岸经济区的发展做出积极贡献。 

  市委书记黄琪玉在仪式上致辞。他说,福建三明核电有限公司正式成立,这是三明建设与发展史上的一件大事,也是268万三明人民期盼已久的一件大喜事!他代表市委、市政府,向莅临揭牌仪式的各位领导、各位来宾表示热烈的欢迎,向所有关心、支持三明发展的各级领导、各级各部门、各界人士表示衷心的感谢! 

  黄琪玉说,三明核电项目是在国家有关部门和中核集团的关心支持下,是在省委、省政府的正确领导下,经过中核集团和省发改委、福建投资开发集团等省直有关部门单位的共同努力、合力推动下取得的积极成果,是国家快堆核能技术发展的示范性项目。三明核电项目的实施,对于进一步优化海峡西岸经济区产业结构和能源结构、加快经济发展方式转变,必将产生积极的推动作用。福建三明核电有限公司的成立,标志着三明示范快堆核电项目的实施进入了新的阶段。我们一定严格按照省委、省政府和中核集团的要求,加强配合、扎实工作,争取项目早动工、早建成、早投产、早见效,为推进海峡西岸经济区建设、加快三明发展做出新的更大贡献。 

  福建投资集团总经理王会锦主持揭牌仪式。福建三明核电有限公司董事长陈继敏在仪式上介绍了项目基本情况。 

  据介绍,近三年来,三明核电项目经过各方面的共同努力,前期工作进展顺利。2007年完成厂址踏勘。2008年完成了项目初步可行性研究并上报了项目建议书。2009年加强与俄罗斯合作,确定了厂址对于建设中国示范快堆的适宜性,确定了与俄罗斯合作第一阶段“预先设计研究”的内容并签署了合同,同时全面启动了可行性研究工作。今年4月23日,在北京成功召开了福建三明核电有限公司第一次股东大会及第一届董事会和监事会,并顺利完成了工商注册,这一切都为后续工作的开展创造了良好的开端。(李远明)

日本震后中国“核电”发展路径
2011年04月29日09:51  来源:中国企业报

(国内力争建设的首个快堆商业性示范项目——三明核电站仍期待有新的进展,预备引进俄罗斯的NB-800型2台80万千瓦机组快堆技术,但俄方在很多技术转让方面存在不愿提供技术或者要价太高等问题,国内在已有实验堆基础上的自主研发的示范快堆技术项目尚未列入国家科技重大专项。)


资料图片
特约记者 张明/文

  “如果你想发展快一点,你就第二代多建一点,风险也大一点。如果你想发展低碳经济,减少二氧化碳排放,你想建得快一点,就二、三代都上,但风险也大了。应该着重地建设第三代核电站。”

  近期,中国科学院院士、著名的核反应堆和核工程专家欧阳予的表态,使得中国核电技术加快升级的必要性显得更加凸显。
根据他的看法,日本3月11日地震导致的福岛核电站爆炸,与其技术落后有关。因为日本属于第二代核电技术。而第三代技术的安全性则更高些,至于第四代技术,则会彻底解决安全隐患问题。

  考虑到目前第三代核电站尚在建设示范电站,第四代核电站尚正在从实验堆向示范堆转型,欧阳予建议,目前必须以提高核电的安全性和经济性为根本目标,把重点放在建设第三代核电机组上。

  中国很早就确定了国家核电技术发展路线。按照2007年公布的中国中长期核电发展规划,中国要实现从核电站技术热堆、快堆、聚变堆的渐进突破。其中目前的二代、三代核电技术,都属于热堆技术。而快堆则由于新的燃料,属于第四代技术。以上都属于核裂变的范畴,而聚变堆则属于相反的更高技术。

  国家目前正预备强化第四代核电技术快堆的发展地位。国家发改委副主任、国家能源局局长刘铁男在3月13日对实验快堆模型进行了考察。他指出,在中国核能发展中,快堆是重要的发展阶段,要找准快堆在中国未来能源发展中的战略地位和方向。要从全局和长远的高度,明确快堆定位,稳妥有序推进热堆与快堆协调发展,全面提升核工业整体水平。

  中国原子能科学研究院已经建议国家尽快编制核电快堆的发展规划。该院也提出2020年初步建立商业示范快堆,2030年建立商业型快堆的目标。同时建议国家支持将快堆的商业示范建设纳入国家科技专项规划,以便尽快得以发展。

  国家正在修改完善核能中长期规划。国家能源局正在考虑支持快堆示范站建设的加快发展,并纳入规划内容。但是要实现从热堆到快堆的跨越发展,仍存在难度。

  国家能源专家咨询委员会副主任周大地认为,常规热堆的核电站加快发展,能够为快堆电站的引用提供燃料支撑,两者应该有协调发展的关系。“目前的问题在于,第四代核电的快堆商业电站建设技术还不成熟,即使第三代核电技术的AP1000,在国内也还没有一个电站投入运用,所以快堆的快速发展也需要时间。”他说。

  核电技术升级或将加快

  欧阳予院士近期指出,第二代核电站的反应堆堆芯熔化的可能性是万分之一。所以日本的核电站作为第二代技术,安全技术水平需要提高。

  而第三代核电站在设计上的规定是堆芯熔化的概率不得大于十万分之一,实际上,美国设计的第三代核电站即AP1000能够把堆芯熔化的可能性再降低100倍,但是这两代核电站也都无法保证100%安全。能彻底解决安全隐患问题的,属于第四代核电站,即实施快堆技术。

  他指出,中国要实现中长期核电发展规划的目标,为此,批准了一些第二代技术核电站的建设,这部分目前要谨慎考虑。

  原因是,美国、法国等国家已公开宣布,今后不再建造第二代核电机组,只建设第三代核电机组。中国有13台第二代核电机组正在运行发电。为此,未来需要限制新建第二代核电机组的数量,要把重点放在建设第三代核电机组上,并开发出具有我国自主知识产权的中国品牌的第三代先进核电机组。

  国务院研究室范必、唐元在今年1月份发布的一份报告中持上述观点。

  这份《核电进入快速发展期 需合理把握发展规模节奏》的报告认为,中国目前上马的核电工程技术比较落后。国际上特别是发达国家新建核电厂大都采用第三代核电技术,已运行的400余座二代或二代改进型核电机组将在未来的20年左右陆续退役。只有中国还在大量批准新上二代机组。

  为此,在现有9个二代机组厂址上继续扩建同样机型,二代机组将达到57台5314万千瓦,运行寿期达60年。假设这些机组到2020年全部建成,意味着它们要到2070—2080年才能退役。“到那时,三代核电机型早已落后,具有固有安全特性的第四代核电机组(快堆)已经普及,甚至第五代可控核聚变示范堆已经开始运行。”

  也正因为此,这份报告指出,在这60—70年中,世界上只有中国仍有大量设计安全水平较低的二代核电机组在运行,安全风险远远高于其他国家。所以,批量建设二代核电机组应十分谨慎,规模不宜过大。

  不过,由于第三代核电技术的电站,中国并无商业运行的经验。目前浙江三门和山东海阳两个核电项目作为第三代核电自主化依托工程,引进技术,建设4套第三代AP1000压水堆核电机组,目前仍为并网发电,其中海阳电站需要在2014年才能完工。

  但是也有不同的看法。

  周大地认为,中国加快核电技术升级的步伐,尽早更多地上第三代核电技术的想法是好的。但是中国目前能源需求量大,要完成低碳减排指标,不能为了等更好的核电技术完成而太多地放慢核电发展速度。第二代核电技术尽管是热堆,但是安全性也在不断提高。像第三代核电技术,中国还没有运营的经验,更需要实践检验。

  至于第四代的快堆技术,从商业电站运行的角度而言,中国还只是想象。“中国可以先发展成熟的第二代核电技术,先发展好热堆,再慢慢发展第三代技术,最后与第四代核电技术的快堆相协调发展。” 周大地说。
  快堆战略地位亟待强化
  中国需要尽快布局第四代核电技术,则在目前显得更加紧迫。
  根据2007年公布的中长期核电规划,在核电发展战略方面,坚持发展百万千瓦级先进压水堆核电技术路线,目前按照热堆—快堆—聚变堆“三步走”的步骤开展工作。
  不过,快堆作为目前的第四代核电技术,在整个中国核电的发展规划中,定位并没有凸显。比如尽管发展快堆技术早已列入到国家中长期科技发展规划(2006—2020年),但是单项规划中并未列入。相反,技术相对落后的大型先进压水堆及高温气冷堆核电站,已被纳入科技发展重大专项,并且有部分已经取得重大进展,这使得一些专业人士不以为然。
  比如山东荣成将开建石岛湾核电站项目。该电站属于中国第一座高温气冷堆示范电站,由华能集团、中核建和清华大学以47.5%、32.5%、20%的投资比例,共同建设运营,远期总装机规模为400万千瓦。整个项目加上科研的投资达50亿元,建设期约4年。
  该项目尽管被称为第四代核电技术,有专业人士告诉记者,该技术仍属于热堆技术,距离世界公认的第四代核电技术——快堆,存在很大的距离。
  而国内力争建设的首个快堆商业性示范项目——三明核电站仍期待有新的进展。该项目是建设2台80万千瓦机组,预备引进俄罗斯的快堆技术。但是俄罗斯与中方在很多技术转让方面,还有很多问题没有解决。根本点在于俄罗斯不愿提供技术,或者要价太高。而国内已有的试验站,如何进一步发展,则需要国家支持。
  为此,3月13日,中国原子能科学研究院院长万钢已经向国家发改委副主任刘铁男建议,尽早把自主研发的示范快堆列入国家科技重大专项。
  “一个核电站项目的建设都是上百亿,没有国家的专项建设支持,快堆示范性商业电站肯定做不成。”一位核电分析人士说。
  根据了解,目前全球拥有快堆技术的国家并不多。大部分和中国一样,快堆技术商业化均没有太大的进展,不过一般都列出了时间表。甚至印度确定在2020年实现快堆的商业化电站运作。
  中国原子能科学研究院顾忠茂认为,要想使中国从“核能大国”转变成“核能强国”, 必须制定快堆核能系统研究发展战略,确定总体目标和分阶段实施目标。争取用最短的时间实现各个环节的商用化技术突破,做好快堆核能系统的顶层设计,在国家统一规划、总体布局之下,使我国快堆核能系统的各个环节得以同步协调发展。
  刘铁男在3月13日指出,全面提升核工业整体水平。如今我国有巨大的核能市场,世界有核国家都想抢占我国市场,原子能院要做好工作,实现自主创新,力争在未来10—15年内实现我们自己的核技术出口。



三明核电项目将采用的快堆技术是目前世界上公认的第四代堆型(有吹的成份,实则顶多三代半水平)

2010年4月28日,由中国核工业集团、福建省投资开发集团有限责任公司和三明市合资建设的中核集团福 建三明核电有限公司在福州西湖大酒店举行揭牌成立仪式,标志着位于三明市将乐县高塘镇的三明核电站开建进入倒计时。已拥有宁德、福清两座核电站的福建,将加快第三座核电站建造的步伐。
据悉,三明核电项目自2006年5月正式启动以来,项目前期工作进展顺利。2007年,三明核电项 目出资三方成立项目筹建处,完成了厂址踏勘。2008年完成了项目初步可行性研究并上报项目建议书。2009年加强与俄罗斯合作,确定了厂址对于建设中国 示范快堆的适宜性,确定与俄方合作的第一阶段“预先设计研究”的内容并签署合同,同时全面启动了可行性研究并完成核心厂区的征地清障工作。目前,项目已列 入国家发展规划并获得“可给予单项报批”的承诺,厂址现场已具备动土条件。2010年4月23日在北京成功召开福建三明核电有限公司第一次股东大会及第一 届一次董事会和监事会,并顺利完成了工商注册。
据了解,三明核电项目建设是解决三明缺电问题的迫切需要。当地现有电源建设难以满 足会用电需要的快速增长。全市水电资源已属深度开发,发展潜力有限;受煤炭、环保等因素制约,三明又难以建设大型燃煤发电厂,为此急需开发建设核电等重 大能源项目,以支撑经济会发展的需要。
三明核电项目将采用的快堆技术是目前世界上公认的第四代堆型,快堆技术的发展可形成核燃料的闭式循环,使铀资源的 利用率得到最大程度的提高、核废料的产生量得到最大程度的降低,是我国核能科学发展,解决能源危机和减缓环境压力的必由之路。中核集团副总经理余剑锋28日对记者表示,三明核电项目将采用世界先进的第四代核电技术。
据了解,中国以福清核电站为代表的一批“二代改进型”核电站建设进展顺利,同时世界上首座三代核电项目——浙江三门核电站正在积极建设之中。而快堆技术是目前世界上公认的第四代堆型(在防止核武器扩散上不满足四代要求!),快堆技术的发展可形成燃料的闭式循环,使铀资源的利用率得到最大程度的提高,核废料的产生量得到最大程度的降低。
余剑锋表示,目前中核集团已经开展了中国实验快堆工程,为三明示范快堆项目的建设创造了条件,福建三明示范快堆的建设将为中国核电可持续发展奠定坚实基 础。
目前,三明核电项目的前期工作进展顺利,项目已列入中国国家发展规划并获得了“可给予单项报批”的承诺,厂址现场已具备可动土条 件,福建三明核电有限公司也顺利完成了工商注册。
福建三明核电有限公司董事长陈继敏表示,将充分利用出资三方的资源优势,扎实做好项 目前期工作,为福建能源结构优化调整和海峡西岸经济做出贡献。
我国实验快堆成功临界,要进行并网发电,2011年将建设示范性商业快堆
《快中子反应堆的国家》
2010年7月23日

“这肯定是里程碑式的突破。”一位核电系统工程师告诉记者,“快堆终将成为世界核能的主流,此次实验快堆的成功临界意味着我国实现了快堆技术的'从无到有’的突破,而且这是真正意义上由中国人弄出来的。”他表示,如果快堆技术能真正被掌握并推广应用,有望实质性地解决我国的能源问题。
贫铀现状“紧逼”
  此次成功实现临界的快堆,早在1995年便已立项。与我国传统的压水堆(即目前国内核电站的主流)不同,快堆在运行过程中可以不断地产生新的燃料,使得其核燃料“越烧越多”。而这也是我国推动快堆建设的根本动力。
  核电是一种容量大、低排放的高端清洁能源,在全球节能减排的大趋势下,核电的发展也是各国的重要战略方向。而与其他清洁能源相比,核电具有成本较低的优势。
  数据显示,目前我国正在运营的六座核电站上网电价在0.39元至0.46元之间,已经低于当地火电价格。明显的成本优势和接近零排放的清洁性,使得核电成为我国能源结构调整中极为重要的一环。国家也明确表示,要在未来加大核电方面投入,到2020年把我国核电占电力总装机容量的比例从目前的1%左右提升至5%。
  数据显示,目前全球的铀矿探明储量达470万吨,可供人类使用约65年,但我国铀矿储量仅有10万吨左右,占全球比例约2%,属贫铀国。这意味着,随着我国核电建设的推进,未来铀矿需求将明显增加。如果缺乏充足的铀矿资源支撑,难免不会再现在原油、铁矿石资源上受制于国际矿商的窘境。
  在此背景下,除去加大对铀矿的勘探开发力度之外,推进无燃料匮乏之虞的快堆发展从根本上解决了资源问题。资料显示,压水堆使用的核燃料主要为天然铀中占比仅有0.714%的铀-235,而快堆使用的主要则是占天然铀99%以上的铀-238,并且运行过程中还将不断产生新的核燃料。
  “虽然现在看来快堆的初期投资比较大,建设周期也比较长,但在国家层面来考虑,快堆从解决能源匮乏和燃料可再生的问题上都是有必要发展下去的,这也是全球核能发展的主流。”该工程师告诉记者,“现在核能发展得最快的法国,其核电占比已经达到76%,拥有成熟的快堆技术。”
  核电“大跃进”
  此次快堆的成功临界,是我国核能研究和应用的一个重大突破。这意味着,我国离普遍推广应用快堆又迈出了一大步。
  “和已经在国内成功应用了数十年的压水堆不同,对于快堆,从设计到制造再到运营,我国都是'零经验’。领导一直在关注这个实验快堆的进展,就是不知道能不能成功临界。”上述工程师透露道,“现在实验快堆成功临界,那么示范性质的商业用快堆也有希望建起来。而一旦建起来一个成功的商业用快堆,那么之后就是不断地复制而已,从一个到十个,甚至到一百个,都没有问题。”
  据了解,管理层目前的计划是在2050年实现100座商业用快堆的建设,足见其推广之决心。
  而该工程师同时向记者表示,实验用快堆和商业用快堆还有不少区别。如目前实验快堆在运行中如果出现问题,可以随时“叫停”进行检测维修,但一旦商业化则没有这样的空间,因为对于一个发电站而言,“停产一天都将带来数百万以上的损失”。
  因此,目前国内这个唯一的快堆在成功临界之后,还要进行并网发电,目的就是在实际运行中发现问题、累积经验。据悉,在这个快堆顺利并网发电后,示范性商业快堆的建设就将加快进程,时间大约在2011年。而在首个示范性商业快堆稳定运行一年左右之后,其他商业快堆便可完全照搬其技术进行大规模建设。

快中子增值反应堆的优缺点

快中子增殖堆也只能算准四代。
优点:发展和推广快堆,因此被认为从根本上解决世界能源的可持续发展和绿色发展问题。快中子反应堆代表了第四代核能系统的发展方向,其形成的核燃料闭合式循环,可使天然铀资源利用率从压水堆的约1%提高至60%以上,同时还能让核废料充分燃烧,减少污染物质的排放,实现放射性废物最小化。由于利用率的提高,相对较贫的铀矿也有了开采的价值,这将使世界可采铀资源增加千倍。快堆是当今惟一现实的增殖堆型。运行时一方面消耗裂变燃料(铀-235或钚-239等),同时又生产出裂变燃料(钚-239等),而且产大于耗,真正消耗的是在热中子反应堆中不大能利用的、且在天然铀中占99.2%以上的铀-238,铀-238吸收中子后变成钚-239。在快堆中,裂变燃料越烧越多,得到了增殖,故快堆的全名为快中子增殖反应堆。
缺点:快中子增值反应堆中的核反应会产生核武器的重要原料钚-239,因而有较大的核武器扩散风险。
中科院院士王乃彦建议三明抓住核电发展机遇:希望在三明发展快中子反应堆
三明日报 2011-02-28

    2月18日下午,已经77岁高龄的王乃彦院士,在市会展中心为市民做了1个多小时的核电科普讲座。稍作休息后,他接受了记者的采访。在半个小时的采访中,这位戴着眼镜、和蔼可亲的院士很高兴地聊着他对三明核电发展的关注与期盼。
    他是我国培养的首批核高端人才
    王乃彦是中科院院士,我国著名核物理学家,1935年11月生于福建福州,1952年考上北大物理系。1956年,王乃彦作为中国核科学首届毕业生走出北大,分配到我国科学泰斗“三钱”之一钱三强手下工作,从此与核科学结下不解之缘。
    他相继领导和参加了核武器试验中极其重要的11种近区物理测试项目,对探测器系统的响应函数、测试数据的解卷积的复原处理等重要问题做了创造性研究,促进了我国核武器设计和测试技术的不断改进;对惯性约束核聚变领域的物理和技术问题做了系统研究,在高功率脉冲技术、束流物理和束靶相互作用诸方面取得在国内具有开创性的研究成果;在电子束泵浦氟化氪准分子激光的研究中,激光输出能量达106焦耳,能量抽取效率达国际水平;在大面积非箍缩型电子束泵浦技术、大孔径氟化氪激光振荡器、强流束流物理和高功率脉冲技术等方面建立了巩固的基础。
    他与同事们建立了我国第一台在原子反应堆上的中子飞行时间谱仪,测得第一批中子核数据,为原子弹等核武器的设计、试验、改进提供了重要数据。此外,他被授予了2004年度世界核科学理事会全球奖,在全世界获此殊荣的4人中,他是第一位获得此项奖励的中国人。
    他和三明有着不解之缘
    “沙县是我的第二故乡。”王院士深情地说。抗日战争期间,他与父母一起逃难来到沙县,他的启蒙教育就是在那里开始的。现在一有机会他总想回沙县看看,去寻找儿时的珍贵记忆。2001年,王院士参加“院士八闽行活动”,回到他的启蒙小学——沙县师范附小(现沙县实验小学),站在母校的校园里他激动不已。
    之后,他又一次来到三明。那一次,王院士和众多专家一起到将乐县看了核电站的厂址。他评价说,三明核电站厂址论证工作充分,各方面条件都非常好,十分适合建设核电站,俄罗斯的专家看完厂址后也非常满意。这是三明市政府以及福建三明核电有限公司做了大量工作的成绩。2011年2月18日,是王院士第三次来到三明。这一次,他来实地了解三明核电的筹备工作,并为三明市民做了一次核电科普讲座。他说,三明核电筹备工作进行的很好,核电科普讲座的活动开展的很及时,尊重了公众了解核能发展真实情况的权利。面对自己故乡的亲人他要实话实说,核电是一种安全的能源,核安全和核监管的力度是各种能源中最高的。
    从三明核能发展之初,王院士就密切关注着,并提出了非常重要的建议。
    “我当时就在想,如果我们要做一个别的核电站也可以,比如热中子压水堆。这样也能发电,但是除了发电,我们还能不能做一件更有意义的事?”王院士笑着说。在经过考察后,王院士提出了一个建议,希望在三明发展快中子反应堆。他介绍说,快堆技术是目前世界公认最先进的第四代堆型之一,在我国还没有这种类型的电站。现在我国基本都是发展压水堆,或者从加拿大引进的重水堆,三明若建快中子反应堆电站在全国来说是第一个。意义在于,天然铀里面有铀235和238,现在压水堆和重水堆都是要烧铀235。铀235在铀矿里的含量只有7.5‰,所以烧的是铀矿里0.75%的铀235,有99%的铀都还没有去烧它。如果我们能把铀矿里99%的铀238拿来当燃料烧的话,我们的燃料就多很多了。这个技术在国际上只有一部分国家掌握,比如说俄罗斯、法国、英国,技术很先进,像俄罗斯60万千瓦的BN600电站已经运行了30年,有经验了。现在我们要建一个80万千瓦的,我们要把外国人的先进经验吸收过来,消化合作发展,选址将乐县的三明核电项目将成为我国首个“以我为主、中俄合作”建造的示范快堆电站,这对我国核能发展具有很重要的意义。
    三明具有发展核能的有利条件
    “福建的核能发展才刚开始,但是形势非常好!”王院士介绍说,现在浙江、江苏核能发电的比例都占到各类发电电力10%左右,并且正逐步达到国际平均水平即占16%的比例。虽然这些省份核能发展程度走在福建的前面,福建的核能发展才刚开始,但是形势非常好。
    “三明发展核能有许多有利条件,三明一定要抓住这个机遇。”王院士指出,现在海峡两岸的形势越来越融洽,国家有建设海峡西岸经济区的规划,三明乃至福建正加快海西建设需要大量的电能,市场需求非常旺盛,这些大环境对三明发展核能都非常有利。三明要立足长远,高起点做好核电关联产业规划和建立关联产业园区。三明有较好的冶金、机械、仪器制造等产业基础,要学习外地的好经验,理清核电关联产业发展思路,从现在开始就应着手规划核电关联产业园,立足产业基础和资源优势,明确主攻方向,形成三明核电新能源配套产业。要走出去,加大核电产业配套项目招商引资力度。如江苏、浙江等有很好的泵阀辅机配套系统的品牌企业,要敢于主动出击,加强与有关品牌企业对接,争取其下属的企业入驻核电关联产业园区,把各种核电配套企业吸引到三明。
    要加强核电人才培养及科普宣传
    “要加强核电人才的引进和培养以及核电科普宣传。”王院士指出,核电能源领域的人才是国家目前重点领域急需紧缺专业人才。建设好三明示范快堆核电项目,人才是关键,为此,要创新人才引进和培养的机制体制,抓紧研究制定政策,力争在吸引核电人才、培养核电人才上取得成效。要让公众充分认识核能的真实面目,从根本上消除恐惧心理,如通过举办核电科普讲座、观看核电科普宣传片、参观全尺寸仿真模拟机及现场教育等通俗易懂的方式,让观众亲身感受到核电是安全、清洁的能源,认识到核电的优越性,真正从根本上了解核电、接受核电、支持核电。     发展核能有利于促进三明社会经济的发展
    看到三明核电发展各项工作正有序进行,王院士感到很高兴。他说,现在三明还不算很发达的地区,但是如果把这个项目做好,三明就拥有了一个高端核科学技术,从而有效促进当地社会经济的发展。
    要达到这个目标,三明要做好准备,要很好地规划。王院士说,自己去过很多已建设核电站的地方,这样一个问题不容忽视,核电站投入建设后,职工增多,随之而来的消费问题、子女就学等问题就出现了,这些问题都会影响到核电站的顺利建设。因此,核电站建设离不开一个好的、吸引人才的城市规划和政策环境。他相信经过三明市政府和三明人民的努力,三明将成为一个更好、发展更快的城市。

太长了 ,木有时间精力看--   
看个标题 表示——已阅!
太长了,手机看得很杯具啊
核聚变发电才是未来的方向。
(1).核聚变释放的能量比核裂变更大
(2).无高端核废料  
(3).可不对环境构成大的污染,而且反应过程容易控制,核事故风险 极低!  
(4).燃料供应充足,地球上重氢有10万亿吨(每1升海水中含30毫克氘,而30毫克氘聚变产生的能量相当于300升汽油)   
(5).无法用作核武器材料 也就没有了政治干涉!