薛小刚:给核能高质量发展注入“快堆”动力

2022-11-23 09:59  来源:科技日报    核燃料  快堆  核废料

目前,我国核电的主要堆型是压水堆(热堆),其主要以天然铀中含量约0.7%的铀-235为燃料。快堆是世界先进的第四代核电技术、“三步走”战略的关键环节,主要消耗天然铀中含量99.2%以上的铀-238,在发电的同时兼具核燃料增殖和焚烧长寿命放射性核素的功能。


薛小刚 中国原子能科学研究院 党委书记、研究员

党的二十大报告提出,积极稳妥推进碳达峰碳中和。报告还提出积极安全有序发展核电,加强能源产供储销体系建设,确保能源安全。党的二十大报告为我国能源产业发展指明了方向,提供了根本遵循。核能是清洁能源的重要组成部分,推动核能高质量发展,是我国优化能源结构、保障能源供给安全、实现“双碳”目标、应对气候变化的重要手段,具有重大战略意义。

我国核能发展采取“三步走”战略——“热堆—快堆—聚变堆”。目前,我国核电的主要堆型是压水堆(热堆),其主要以天然铀中含量约0.7%的铀-235为燃料。快堆是世界先进的第四代核电技术、“三步走”战略的关键环节,主要消耗天然铀中含量99.2%以上的铀-238,在发电的同时兼具核燃料增殖和焚烧长寿命放射性核素的功能。因此,快堆不仅可以大幅提高对铀资源的利用率,将人类利用核能的时间从上百年延长至数千年,还可以实现放射性废物最小化,解决核废料难以处理等问题。中国是世界上第八个拥有快堆技术的国家。2011年,由中国原子能科学研究院(以下简称原子能院)设计建造的我国首座快堆——中国实验快堆成功并网发电。该堆电功率为20兆瓦,并于2012年通过国家科技部验收。我国快堆核电站的示范工程也已开工建设。

习近平总书记在我国核工业创建60周年时作出重要指示指出,核工业是高科技战略产业,是国家安全重要基石。要坚持安全发展、创新发展,坚持和平利用核能,全面提升核工业的核心竞争力,续写我国核工业新的辉煌篇章。原子能院作为我国核科技发展策源地以及基础性、前瞻性、先导性、工程性核科研综合基地,坚决贯彻落实习近平总书记对核工业重要指示批示精神,瞄准国家重大需求与国际前沿大力推动科技创新,在先进核电技术方面持续发力,勇闯“无人区”。2021年,原子能院主动开展了一体化闭式循环快堆核能系统(以下简称一体化快堆)的研发和设计研究工作。

一体化快堆指在同一地址建设快堆、干法后处理厂和燃料生产线,实现高质量闭式燃料循环。一体化快堆也能够与当前压水堆有效衔接,利用压水堆乏燃料后处理回收的材料以及天然铀中的铀-238为燃料运行,实现对核燃料的增殖,将铀资源利用率提高至60%以上,并通过堆内燃烧方式大规模减少长寿命高放废物,从而提升裂变核能的整体安全性和经济性。如今,一体化快堆已成为世界主要核电大国科研攻关和技术储备的主要方向。

一体化快堆核能系统涉及燃料、材料、系统工艺、设备、安全、辐射防护、应急、后处理工艺等专业、方向的重大技术创新,以及反应堆、后处理厂、燃料制造厂、放射性废物处理等工程技术的重大跨越。中国核工业集团有限公司拟用10—15年时间开发出高水平先进的一体化快堆,作为我国中长期裂变核能大规模发展的主打产品,并已设立项目,“十四五”期间预计陆续投入15亿元开展关键技术攻关和设计研究。原子能院作为科研设计主体,对技术负总责。

党的二十大报告指出,加快实施创新驱动发展战略。坚持面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康,加快实现高水平科技自立自强。以国家战略需求为导向,集聚力量进行原创性引领性科技攻关,坚决打赢关键核心技术攻坚战。

踏上新征程,原子能院将以党的二十大精神为引领,自觉履行高水平科技自立自强的使命担当,以咬定目标不放松的坚韧干劲,在自主创新的道路上奋发进取、勇攀高峰,扎实推进一体化快堆科技会战,集中力量攻关“卡脖子”难题、突破关键核心技术,为保障国家能源安全、创新“双碳”目标下的新型核电技术、推动我国由核大国向核强国迈进、早日建成世界科技强国贡献力量。



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