正文 第85章 新技術探索(1 / 2)

科學技術的發展過程中,會遇到困難,發生曲折和反複,是正常的,不足為奇。

在這世紀之交,圍繞法國“超鳳凰快堆”的爭診即是一例。這是以中國神話一種從自己的灰燼中獲得永生的鳥的名字來命名的核電站,早在10多年前就曾並入法國電力公司的電網,雖正常運轉時間不長,但作為技術探索,提供的經驗卻是寶貴的。

目前在俄羅斯、日本、印度等就有8座快堆,即快中子增殖反堆正在正常運行。

快堆同其他反應堆一樣,從原理上就排除了發生原子爆炸的可能性。當然,不應當否認現在快堆發電還存在一些技術問題,但是,隻要重視,問題是可以解決的。從根本上講;快堆不僅具有固有的安全性,而且具有很好的經濟性。與熱堆核電站相比,快堆核電站對核燃料的利用率高出了60-70倍,同時快堆還能焚燒掉長壽命放射性錒係元素。快堆核電站和熱堆核電站能相輔相成地為人類提供安全、經濟和潔淨的電能。有遠見的國家,是不會忽視對快堆核電開發的,例1995年,日本的裝機容量為28萬千瓦的快堆“文殊號”就成功地進行了發電、供電試驗。因此,日本政府。1997年6月宣布,要繼續推進其開發快堆和核燃料再循環計劃。

到2050年,中國的能源缺口將達10億噸標準煤。人們已經體會到人類大量使用碳基燃料已經成為環境汙染的重要因素之一,加速發展包括快堆核電站在內的核電事業,是解決上述矛盾的重要途徑之一。在快堆技術發展上,中國也給予了高度重視,各有關主管部門給予了有力的支持,在1987年將快堆技術研究納入了國家“863”高技術計劃,列為該計劃能源領域的最大項目,並計劃不久將建成熱功率為65兆瓦、電功率約20兆瓦的快中子實驗堆。

近10年來,世界快堆處在低潮,主要原因,是從20世紀70年代後期開始,世界經濟發展速度減緩,能源和電力增長速度也隨之減緩,熱堆核電站的發展相應減緩,因此作為熱堆核電站後續者的快堆事業的發展也受到製約。但是,各國快堆發展也不平衡,各國根據自己不同的國情采取了不同的政策。在西歐的“超鳳凰快堆”時起時落的爭論不休中,中國作為一個核大國,仍作出開展快堆起步工作的決策是正當的。

可以預期,今後相當長的時期人類仍將利用裂變能。

目前核能利用存在的主要問題有:

(1)資源利用率低。工業應用的是熱中子反應堆核電站,雖其發電成本低於煤電,但它以鈾-235為燃料,天然鈾中占99.3%的鈾-238無法利用。

(2)燃燒後的乏燃料中除鈾-235及鈈-239外,剩餘的高放射性廢液含大量“少數錒係核素”(MA)及“裂變產物核素”(PP),其中有一些半衰期長達百萬年以上,成為危害生物周的潛在因素,其最終處理技術尚未完全解決。

(3)反應堆是臨界係數大於1的無外源自持係統,其安全問題尚需不斷監控及改進。

(4)核不擴散要求的約束,即核電站反應堆中生成的鈈-239受控製。

這4個問題中,以前兩者更具實際意義。

利用快中子增殖堆可以使天然鈾中的鈾-238轉化為鈈-239,成為裂變燃料。用鈈-239或鈾-235裝料啟動運行數十年後,此係統可以靠鈾-238達到“自持”,鈾資源利用率可提高60-70倍。這雖然有利於資源的利用,但另3個問題則麵臨更嚴峻的挑戰。而且快中子增殖堆的初始裝料,要以從熱中子反應堆乏燃料中提取的大量工業鈈庫存為依托,如熱堆電站未發展到相當的裝機容量,快堆是不可能具工業應用規模的,而此時高放射性廢液的庫存已極大。對高放射性廢液的處置方法,目前是將其固化,經包裝後埋入穩定的岩層中。這種“後處理一固化一深埋”的處置方式雖然可行,但從長遠看它耒解決泄人生物圈的問題。

因此,理想的核係統應是以天然鈾(或貧化鈾)作為反應堆的基本裝料,並使它所產生的放射性廢物在係統中被嬗變為短壽命(半衰期為幾十年)或穩定的核素。使係統輸出的廢料是短壽命低放射性廢物。這就是目前世界核科技界大力研究的充分利用鈾資源且放射性“潔淨”的核能係統。這一係統的物理及放射化學基礎在於: