快堆 快推！

------訪中國實驗快堆總工程師徐銤研究員

央視國際 2004年04月06日 10:58

　　“需要大規模發展核能來替代常規能源的國家必鬚髮展快堆和相應的閉式燃料循環，將鈾資源用好、用盡。”中國原子能科學研究院研究員、中國實驗快堆總工程師徐銤在接受記者採訪時表示，我國國民經濟總體規劃要求能源供應能力快速提高，為此必須大力發展核能，特別是要提高核燃料的利用率，加快發展快堆這樣的“增殖堆型”。

　　必　須

　　徐銤研究員説，我國目前優質常規能源石油、天然氣日益消耗，短缺情況日趨嚴峻，充分考慮環境和生態影響後，我國應大力開發水電等清潔能源。

　　快堆是主要以快中子引起易裂變核鈾－２３５或钚－２３９等裂變鏈式反應的核能利用堆型，全稱快中子增殖反應堆。快堆核電站運行時，一方面消耗裂變燃料（鈾－２３５或钚－２３９等），一方面生産出裂變燃料钚－２３９等，且能所産多於所耗；反應中，真正消耗的是熱中子反應堆中不大能利用、在天然鈾中佔９９．２％以上的鈾－２３８，鈾－２３８吸收中子後變成钚－２３９。專家介紹，快堆中裂變燃料“不斷增殖、越燒越多”，是當今惟一現實的增殖堆型。

　　徐銤研究員表示，國際、國內經驗表明，目前在新能源中只有核能是安全、清潔、經濟、可大規模發展的能源。按照研究規劃，我國需要在２０５０年達到２．４億千瓦裝機容量，即約相當每年６億噸標煤能量的核能發電量，這樣熱中子堆，或稱慢中子堆核燃料利用率過低的問題就凸現了出來。

　　他説，油、氣或煤鍋爐中加入燃料，一次就差不多能燃燒乾淨，但對核反應堆來説情況完全不同。以我國主要商用核能堆型壓水堆為例，這一熱中子堆主要是利用天然鈾中只佔０．７％的鈾－２３５作裂變燃料一次最多燒掉投入鈾資源的０．４２％即使經過後處理把未燒掉的钚、鈾－２３５和鈾－２３８做成新的燃料再次燃燒理論上的多次循環利用也只能消耗鈾資源的１％左右。剩下９９％，主要是鈾－２３８也還是無法利用。

　　徐銤研究員説，在這種情況下，單用壓水堆要達到２．４億千瓦的容量，燃料一次通過需要天然鈾１４５萬噸，即使在壓水堆中再循環也需要９４萬噸，這差不多是全世界可靠儲量的三分之一到一半。而根據國際原子能機構的資料，世界上已有的核電站到２０１０年就要消耗掉三分之一，滿足這樣大量鈾資源的需要，基本上沒有可能。這種情況下，發展快堆成為必須的選擇。

　　可　行

　　徐銤研究員説，將壓水堆運行後未燒盡的燃料作為快堆的燃料也進行如上的多次循環，由於它是增殖堆，裂變燃料實際不消耗，真正消耗的是鈾－２３８，所以只有鈾－２３８消耗完了，才不能繼續循環。理論上，發展快堆能將鈾資源的利用率提高到１００％。考慮到加工、處理中的損耗，一般來説達到６０％～７０％的利用率沒有問題，這已經是壓水堆燃料一次通過利用率的１６０倍！特別是利用率提高後，更貧的鈾礦也有開採價值，從世界範圍講，鈾資源的可採量將提高千倍。

　　“快堆的安全性、可靠性和經濟可接受性，已得到國外豐富的快堆實驗和應用經驗的證實。”徐銤研究員説，半個世紀以來美、俄、英、法、日、德、印七國共建成過２１座快堆包括熱功率２５萬千瓦至４０萬千瓦的實驗快堆１５座，電功率２５萬千瓦至６０萬千瓦原型快堆電站５座，１２０萬千瓦的商用驗證快堆電站一座，總共積累了３００快堆年的經驗。目前，除我國實驗快堆正在建造外，俄羅斯８０萬千瓦商用快堆和印度５０萬千瓦原型快堆也在建造中。我國２０世紀６０年代中後期開始快堆基礎研究，１９８６年將其納入“８６３”計劃，作為該計劃的重大項目，目前正在建造一座６．５萬千瓦熱功率實驗快堆。

　　他介紹説，１９９０年以來歐美等早期發展快堆的國家，因經濟發展不快、人口增長不多、節能技術發展、經濟實力雄厚而有條件進口優質常規能源，或因對國外常規能源施行霸權控制，核能發展基本停滯，快堆商用的需要不太迫切。其他國家包括日本、印度、韓國和俄羅斯，則因經濟發展迅速、國內能源不足、能源進口風險大，為了本國能源供應的安全性或因有了足夠的快堆經驗，都在積極發展快堆特別是商用快堆。

　　例如俄羅斯，作為除美國外最早發展快堆的國家，目前仍有三座快堆運行；６０萬千瓦電功率的原型快堆電站運行了２３年，平均負荷因子達到７４％，達到了商用堆的運行水平，其電價比當地煤電便宜。即使發展商用快堆的需要尚不迫切，所有相關國家為了在將來大規模發展核能，都不同程度地開始研究用快堆來焚燒熱堆産生的長壽命放射性廢物，努力使核能變成更加清潔的能源，同時開展了一些新型快堆的預研。進入２１世紀，作為美、歐核能復蘇的重要標誌，６种先進的第四代核電堆型先後推出，其中三種是快堆，包括我國正在發展的鈉冷快堆。

　　徐銤研究員對我國快堆發展的前景信心十足：“我國只要按自己的資源能力，加速壓水堆的發展、快堆技術的開發並封閉燃料循環，就能在２０３０～２０３５年達到高增殖大型快堆的商用化實現２０５０年達到２．４億千瓦或更大容量裝機的目標。”

　　步　驟

　　徐銤研究員最後對我國快堆發展提出自己的規劃建議。他認為，快堆要用鈉作冷卻劑，堆芯出口溫度約為５５０℃，用過熱蒸汽循環，總的來説技術比較複雜。為了減小發展中的技術經濟風險，根據國外經驗和我國技術現狀，我國快堆應分三步發展：

　　首先，在２００７年建成熱功率６．５萬千瓦、電功率２．０萬千瓦的中國實驗快堆；其次，建議從２０１３年起開始建造電功率約６０萬千瓦的中國原型快堆，于 ２０２０年投入運行，目前這一項目已處於規劃建議階段；最後，建議于２０１８年建造電功率１００萬～１５０萬千瓦的中國商用驗證堆，２０２５年投入運行，在此基礎上于２０３０～２０３５年批量推廣大型高增殖快堆。

　　他表示，裂變核能的利用是一個系統工程，包括燃料生産、熱堆、快堆、後處理、三廢處理和處置。在我國熱堆已經商用、快堆剛開始工程技術開發的情況下，要成功攻克這個系統工程，最重要的綜合技術更為複雜的約６０萬千瓦電功率的中國原型快堆的開發是我國快堆應用的“關鍵一步”。

　　(記者/劉英楠)