近期新聞報道說,美國的研究人員在與其他國家合作,進一步研發(fā)先進燃料循環(huán)運行的反應(yīng)堆。
首先是與韓國原子能研究所(KAERI)簽署將近7百萬美元的協(xié)議,涉及與阿貢國家實驗室(ANL)在核科學(xué)技術(shù)上的合作,重是點開發(fā)15萬千瓦的鈉冷快堆。[1]
這種示范堆最初用低濃鈾金屬燃料,是ANL在上個世紀(jì)80年代為其2號實驗增殖堆(EBR-II)開發(fā)的技術(shù)。后來,第四代鈉冷快堆原型 (PGSFR)想用來試驗含超鈾元素(TRU)的先進燃料,基本上是長壽命、發(fā)射ɑ粒子的同位素镎、镅、钚,都是在現(xiàn)代輕水堆內(nèi)燃料燃燒生成的。
該項目的目標(biāo)是到2020年底取得韓國核監(jiān)管部門的設(shè)計批準(zhǔn),設(shè)想2028年P(guān)GSFR試運行。
日本的日立公司(Hitachi)也就發(fā)展資源可再生沸水堆(RBWR)項目與美國三個大學(xué)聯(lián)合研究進入新階段,這種堆能反復(fù)地利用TRU做燃料。[2]
這種概念利用日立最新沸水堆設(shè)計同樣的非核心設(shè)備,包括安全系統(tǒng)和汽輪機。然而燃料設(shè)計不同,特別是更短、六邊形燃料組件和Y形控制棒,日立公司暗示新的堆芯能裝入它已經(jīng)商業(yè)化的ABWR設(shè)計的反應(yīng)堆壓力容器內(nèi)。
與此同時,總部在加拿大的坎杜能源公司(Candu Energy)開發(fā)了先進燃料循環(huán)堆(AFCR),據(jù)稱中國現(xiàn)已準(zhǔn)備部署。[3]
這些和其他許多"燃燒廢物"的反應(yīng)堆項目,現(xiàn)在大都基于證實的技術(shù),追求共同的目標(biāo):在目前的經(jīng)濟壓力下,再加上取得許可和建造核反應(yīng)堆花費的時間,如果想使任何示范項目在今后十年左右投入運轉(zhuǎn),確實使人感到,這是前進的"唯一"道路。
考慮參與這種項目的韓國和中國近年來感人的核建設(shè)記錄,的確令人鼓舞。
但或許也有象征意義的是,這個領(lǐng)域曾經(jīng)的領(lǐng)導(dǎo)者美國落后了。最近美國智庫第三條道路(Third Way)的報告建議,政府要在先進核技術(shù)方面增加投入。[4]
該報告說"沒有美國領(lǐng)導(dǎo)的核復(fù)蘇勁頭十足",雖然發(fā)現(xiàn)美國核能研究的總經(jīng)費在增加(從2004年每年不到4億美元上升到目前的8億美元以上),但為先進核反應(yīng)堆研究提供的資金很少,降到只有總預(yù)算的8%。
與此相反的是,世界各國如中國(以及日本和法國)正在核創(chuàng)新方面投入巨資。例如中國最近加速的功能完整的釷熔鹽堆的時間表只有十年,打算2024年前后投入運行。該報告說,按照美國標(biāo)準(zhǔn),在"飛快"前進。
該報告呼吁"大量增加"聯(lián)邦資金,支持美國先進的示范堆項目。估算至少五年期間每年至少需要1億美元。從2003至2013年,過去十年先進的反應(yīng)堆研究項目得到的資助平均每年0.25億美元。所以還有某些路要走。
與此同時,盡管最重要的是支持這樣的先進項目,但優(yōu)先改進目前在建反應(yīng)堆的研發(fā)是正確的。需要降低新堆的建設(shè)成本,縮短建設(shè)周期,實施各種辦法處理核廢物,還要開發(fā)技術(shù),應(yīng)對即將到來的大規(guī)模退役規(guī)劃。
原文和注釋:原文:Caroline Peache,The TRU future,NEI,18 November 2014
1.國家核電技術(shù)公司,美韓將聯(lián)合研發(fā)鈉冷卻快中子反應(yīng)堆,2014-09-04
2.國防科技信息網(wǎng),日立公司與美國共同研發(fā)以超鈾元素為燃料的反應(yīng)堆,2014-09-02
3.WNN,The AFCR and China's fuel cycle,11 November 2014;NEI,AFCR: Transcending natural uranium fuel cycles, 10 November 2014
4.Ingrid Akerlind and Josh Freed,Nuclear Energy Renaissance Set to Move Ahead Without U.S.,third way ENERGY INNOVATION, AUGUST 2014
責(zé)任編輯: 江曉蓓