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核燃料研究獲突破 中國核燃料對外依存度達85%

核燃料研究獲突破 中國核燃料對外依存度達85%

記者從科學院今天舉行的新聞發布會上獲悉,由該院近代物理研究所原創提出的全新加速器驅動先進核能系統,可將鈾資源利用率由目前技術的「不到1%」提高到「超過95%」,處理后核廢料量不到乏燃料的4%,放射壽命由數十萬年縮短到約500年。這些為探索更高效、更安全的核燃料循環體系奠定了基礎,有望使核裂變能成為近萬年可持續、安全、清潔的戰略能源。

在當天的發布會上,中科院近代物理研究所副所長徐瑚珊研究員表示,發展清潔、高效、安全、可靠的核裂變能,是解決未來能源供應、保障經濟社會可持續發展的戰略選擇。然而,核裂變能可持續發展必須解決核燃料的利用效率和乏燃料的安全處理處置問題,這是國際核能界面臨的共同挑戰。

徐瑚珊說,2011年中科院啟動了戰略性先導科技專項(A類)「未來先進核裂變能-ADS(加速器驅動次臨界系統)嬗變系統」,經過6年多的不懈努力和奮力攻關,該專項從零開始,突破了一些關鍵核心技術並部分引領國際發展。在認識到傳統的ADS方案在經濟性上缺乏競爭力且技術挑戰巨大之後,該專項原創地提出了「加速器驅動先進核能系統」全新概念,並已通過大規模并行計算模擬研究證明了其原理上的可行性,完成了一系列實驗室模擬原理驗證實驗並取得了突破性進展。

他說,科學家提出的「加速器驅動先進核能系統」變國際上「分離-嬗變」策略的「精耕細作、吃細糧」為「吃粗糧且吃干榨凈」,將為全人類和平利用核能貢獻源自的原始創新。

核燃料暗戰:核燃料壟斷市場口子或將被撕開

中核一位從事核燃料相關工作的人士告訴界面新聞記者,為了緩解中核和中廣核之間的競爭,核電的國家主管部門的之一——國防科工局曾在2012年提出方案,將中核的核燃料元件廠分離出來成立專門的元件公司,由中核和中廣核分別持股。

可最後折衷的方案是由兩家公司通過建設核燃料產業園實現合作。中核計劃將天然鈾到核燃料元件生產的整個產業鏈,都納入到這一產業園中。雙方股比的初步分配是中核占股51%,中廣核佔49%。

由於核電發展的歷史原因,負責核燃料生產各環節的加工企業布局較為分散,從鈾礦濃縮到燃料組件的生產,在國內涉及五個省,且都多處於偏遠地區,成本較高,因此中核一直想在東部沿海建立核燃料產業園。

上述產業園最後選址於廣東省江門鶴山市。但是,該項目遭到了當地群眾的反對。2013年7月,江門市核燃料項目被宣布取消,中核和中廣核的合作暫時中止。

江門項目暫停之後,河北滄州廠址進入中核的視野,中核重提合作建設核燃料產業園事項。「但中廣核不同意在這一廠址進行入股,可能是嫌地理位置太遠。」該中核人士說。

隨後,中核提出了規劃建設「一南一北」兩個核燃料的計劃。河北滄州核燃料產業園由中核一家單獨建設。據中核介紹,目前進展順利,後續將向國家報批,履行項目審批的程序。

而廣東核燃料產業園由於選址尚未確定,進展緩慢。根據廣東省清潔能源建設項目投資計劃表顯示,新規劃的核燃料產業園項目的業主仍為中核和中廣核,計劃總投資450億元。

但上述中核人士對界面新聞記者表示,國防科工局仍考慮由中核和中廣核共同建設,但這兩家尚未談攏,中廣核仍然希望能夠爭取到獨立建設核燃料產業園或元件廠。

一位長期從事鈾礦工作的業內人士對界面新聞記者透露,國內核燃料產業應該堅持中核專營,還是向中廣核放開,在國家主管部門層面的意見也並不一致。

核電燃料產業屬於典型的軍民結合體系,此前一直由國防科工局主管,但隨著民用核電的發展,國家能源局介入並逐漸加強了對核電的管理。

國防科工局認為,核燃料是重要的戰略資源,從國防安全的角度看,希望能夠在中核的管理下,維持如今的軍民一體化體系。國家能源局則從核電市場的角度出發,支持核燃料市場向中廣核放開。

核燃料產業園的合作尚無進展,但兩家在核燃料自主技術研發方面均取得了巨大的進步。尤其是中廣核,實現了突破性進展,這讓它更有了與中核競爭的底氣。

中核主要開發的兩代CF系列燃料組件,分別為CF2和CF3。1月29日,在中核舉行的媒體見面會上,中核新聞發言人潘建明表示,預計2017年CF系列將陸續實現工業化應用,將用於華龍一號核電站,性能與國際先進燃料組件相當,能夠滿足國內外開工建設的華龍一號工程的燃料需求。

目前,CF2燃料組件已經完成兩個循環輻照考驗,CF3先導組件也已在秦山核電廠二期工程2號機組出堆,完成了首個循環輻照考驗。

2月17日,中廣核在官方微信上發布,旗下廣核電力股份有限公司(下稱中廣核電力,01816.HK)自主研發涉及的4組STEP-12核燃料組件,和4組CZ鋯合金樣品管組件正式裝入嶺澳核電站二期1號機組,隨反應堆進行輻照考驗。

中廣核表示,這標誌著中廣核電力全面掌握了核燃料組件的研究、設計、製造、試驗技術。「中廣核的進程稍落後於中核,但中廣核在技術上問題不大,現在就看國家政策同不同意。」中廣核上述人士告訴界面新聞記者。

根據中廣核的官方介紹,STEP-12核燃料組件CZ鋯合金不僅可用於現役的二代改進型「CPR1000」核電機組,也可以用於自主研發設計的三代技術「華龍一號」。

這意味著雖然國家層面在大力融合「華龍一號」技術,還專門成立了華龍國際核電技術有限公司負責技術融合,但是將來兩家公司各自建設的「華龍一號」堆型,很可能採用不同的核燃料組件。

在中廣核官方微信發布掌握核燃料組件技術約一周后,中核集團的官方微信也發布了STEP-12核燃料組件和4組CZ鋯合金樣品管組件進行輻照試驗的消息。但研發的主體卻換成了隸屬於中核旗下的中核建中。

「技術的基礎和研發人員,大多出自原來的中核工業總公司。中核、中廣核的競爭,等於在差不多的兩種技術上,做了重複的建設和投入。」一位不願具名的核電技術設計人士對界面新聞記者表示。

另外在核燃料產業的版圖中,不得不提的是另一家核電企業——國家電力投資集團公司(下稱國電投),其由原來的國核技與電力投資集團公司合併而成。作為引進消化吸收美國AP1000核電技術的主體,其在核燃料上也做了相應布局。由於其成立時間較晚,在技術、人員的基礎較為薄弱,目前主要採取和另兩家公司合作的方式。

AP1000的核燃料也將採用引進生產技術,而後在國內實現本地化製造的道路。在AP1000核燃料元件的製造上,國電投和中核進行了合作。其和中核旗下中核建中、中核北方共同出資組建了中核包頭核燃料元件股份有限公司,主要負責AP1000核燃料元件製造。三方分別持股15%、50%和35%。

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