“美國物理學(xué)家費(fèi)米曾說過,首先發(fā)展增殖堆的國家將在原子能事業(yè)中得到巨大的競爭利益,會建增殖堆的國家實(shí)際上已經(jīng)永遠(yuǎn)解決了能源問題。”近日,在中國科協(xié)夏季科學(xué)展的科學(xué)講壇上,中國工程院院士、中國核工業(yè)集團(tuán)公司快堆首席專家徐銤表示,快堆技術(shù)的發(fā)展和推廣,對核能的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
快堆,即快中子增殖反應(yīng)堆的簡稱,主要由快中子引起裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。
“發(fā)展快堆能夠大幅度提高鈾資源的利用率。”徐銤表示,目前世界上普遍采用的壓水堆的鈾資源利用率只有1%左右,通過快堆及其燃料循環(huán)可以將這個值提高到60%~70%。
徐銤說,由于利用率的提高,更貧的鈾礦也值得開采,這樣,世界技術(shù)經(jīng)濟(jì)可采鈾資源將提高千倍。
核電站乏燃料中有長壽命稀有錒系核素、長壽命裂變產(chǎn)物和一般中短壽命的裂變產(chǎn)物。快堆可以嬗變壓水堆產(chǎn)生的長壽命放射性廢物,實(shí)現(xiàn)放射性廢物的最小化。
核能可持續(xù)發(fā)展需要解決兩個問題:鈾資源的有限性、高放廢物的處理和處置。快堆不但可以充分利用鈾資源,還有利于核廢料的最少化,因此,其對核能的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
“如果說核能是解決環(huán)境問題和減排溫室氣體的最優(yōu)選擇,那么快堆則是解決未來環(huán)境問題的關(guān)鍵。”徐銤說,要大規(guī)模減少溫室氣體,就要大規(guī)模的清潔能源,核能應(yīng)得到大規(guī)模發(fā)展。大規(guī)模發(fā)展快堆不僅消除鈾資源匱乏之虞,而且免除長壽命高放核廢物貯存的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)之憂。
1995年中國實(shí)驗(yàn)快堆工程正式立項(xiàng),2010年7月實(shí)現(xiàn)首次臨界,時(shí)過一年實(shí)現(xiàn)40%功率并網(wǎng)發(fā)電。安全性,是中國實(shí)驗(yàn)快堆作為實(shí)驗(yàn)堆關(guān)注和驗(yàn)證的主要特性之一。
“在設(shè)計(jì)之初,我們對中國實(shí)驗(yàn)快堆安全性的基本要求就是,堆芯熔化概率低于1×10-6/堆年,任何事故下不用廠外應(yīng)急。”徐銤表示,中國實(shí)驗(yàn)快堆的安全性達(dá)到了第四代先進(jìn)核能系統(tǒng)的安全目標(biāo)。
能源生產(chǎn)要安全,能源供應(yīng)也要安全。在徐銤看來,發(fā)展快堆能夠保證能源供應(yīng)的安全性。
“單單發(fā)展壓水堆只能消耗開采獲得的天然鈾的1%~2%,大約98%堆積起來用于發(fā)展快堆,這樣可以消除從國外進(jìn)口的風(fēng)險(xiǎn),保證能源供應(yīng)的安全性。”徐銤相信,如果快堆跟壓水堆匹配發(fā)展,核能將成為一種大規(guī)模、可持續(xù)發(fā)展的先進(jìn)能源。
徐銤說,中國實(shí)驗(yàn)快堆只是我國快堆工程發(fā)展的第一步,它要為我國快堆發(fā)展積累設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行和維修各方面經(jīng)驗(yàn),將可作為快中子輻照裝置考驗(yàn)未來商用堆的燃料和材料。第二步是示范快堆,目前各項(xiàng)工作正在穩(wěn)步推進(jìn),計(jì)劃2023年建成;第三步是商用快堆,也在著手研發(fā),計(jì)劃2028年建成,然后再推廣。(記者 陸琦)