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      這是一個讓中國人自豪的時刻，這也是一個讓世界矚目的時刻———2010年7月21日9時50分，在北京中國原子能科學研究院，中國核工業集團公司副總經理、中國實驗快堆領導小組組長楊長利莊嚴宣布：“中國實驗快堆達到首次臨界。”他說，這標志著中國的四代核電系統技術取得了突破性進展，中國核能發展從此跨入新時代。

      “核燃料越燒越多，核廢料越燒越少”這曾是幾代核電人的夢想。中國實驗快堆首次臨界，讓這一夢想在中國核能專家們的手中正一步步接近現實。

      起步，近半個世紀的夢想

      中國實驗快堆是中國科學家自主研發的中國第一座快中子反應堆，它可以將鈾資源的利用率從壓水堆的約1%提高到60%～70%，同時可以將壓水堆乏燃料中存在的長壽命放射性廢物當作核燃料燒掉。“因為具有更好的經濟性、安全性和廢物產生量少等特點，快堆被世界認為是第四代核電技術的關鍵。”中國原子能科學研究院快堆總工程師徐銤告訴記者，在快堆發展之路上，中國走了將近半個世紀的里程。

      據了解，中國的快堆研究起步于上世紀60年代中期，主要在物理、熱工、結構材料和鈉工藝等方面開展了一些基礎研究，并建成了一批小型實驗裝置。其中，最具有代表性的研究成果是1969年由周恩來總理特批50公斤高濃鈾建成的“東風-6號”零功率實驗裝置，實現了我國快堆技術發展“零”的突破。

      但此時，正值“文革”期間，國家經濟困難，沒有足夠的科研經費，加上發展方向和技術路線不明確，快堆發展一時陷入困境。

      直到上世紀80年代，改革開放的春風給我國高科技發展帶來了生機。1986年3月，鄧小平對王大珩、王淦昌、楊家墀、陳芳允等四位科學家關于我國應跟蹤世界高技術前沿 的 建 議 信 函 作 出 重 要 批 示 ，“863”高技術發展計劃誕生。經專家 論 證 ， 快 堆 脫 穎 而 出 ， 成 為“863”計劃能源反應堆主題項目。

      1992年3月14日，國務院批準863計劃能源技術領域的研究發展目標，建成一座熱功率65兆瓦的中國實驗快堆。徐銤說：“熱功率65兆瓦、電功率20兆瓦的中國原型快堆的開發是我國快堆應用的‘關鍵一步’。”

      合作，堅持自主創新

      按照“863”計劃中關于利用國外成熟經驗和先進技術發展自己的宗旨，從1992年開始，中俄兩國科學家在中國實驗快堆建造中進行了全面合作，內容包括概念設計咨詢、技術設計、設計驗證實驗、設計技術咨詢、燃料組件和大型設備制造、人員培訓等。2000年7月，兩國政府簽署在中國建造和運行快中子實驗堆的合作協議，把中俄快堆技術合作推向新階段。

      “在技術合作中，中方始終堅持以我為主，在引進先進技術和成熟經驗的同時全面消化吸收，并把自主創新作為貫穿設計、建造、安裝、調試過程中的一條主線。”原子能科學研究院院長趙志祥告訴記者，中國實驗快堆技術設計采取了符合世界快堆發展趨勢的“高起點方案”，主要參數和系統設置接近商用快堆，使其具備了原型快堆的一些結構特點，其核安全特性要求達到后來提出的第四代先進核能系統的水平。

      “快堆技術的困難，比熱堆要復雜得多。中國實驗快堆設計過程就是自主創新的過程。”趙志祥說，在工程設計方面，中國實驗快堆與俄羅斯快堆技術相比取得了多方面突破：在世界上首次采用了非能動事故余熱排出系統，與世界已建快堆相比，是最安全的一座快堆；自主完成了反應堆換料系統設計，快堆的換料是在封閉系統中靠遙控自動完成的，經實驗驗證該設計是先進可靠的；采用了先進的數字化技術，自主完成計算機監控和主控室設計，大大簡化了主控室操作，給操縱員應急操作帶來了極大的方便……

      建設，中國實驗快堆實現臨界

      “如同搭積木與蓋房子的關系，快堆最大的困難就是把實驗變成一個工程。”徐銤說，2000年5月30日，隨著第一罐混凝土澆灌，中國首座實驗快堆開工建設。當時，科技部、環保部等主管部門現場檢查和監造，中核集團快堆領導小組全程控制和協調，業主、設計、建筑施工、設備安裝和建設監理單位等多路大軍協同會戰，合力攻關。

      據介紹，在實驗快堆建筑工程16個子項目中，安全要求最高、施工難度最大的是反應堆廠房。傳統的核反應堆廠房穹頂為半球形，而快堆廠房穹頂是由4個半圓形組成的“瓜皮帽形”，又因為穹頂標高57米，致使反應堆大廳有40米的凈空高度。這兩個因素增加了穹頂的設計施工難度。核工業二院和核工業二四建設公司團結協作，精心設計，嚴格施工，于2002年8月15日實現主廠房封頂。

      “中國實驗快堆有近200多個系統，設備達7000多臺套。除幾個關鍵設備從國外進口外，其他全部由國內設計和制造，國產化率達到70%以上。”趙志祥說，比如，中國實驗快堆的核心部件———堆容器，高12米，直徑8米，壁厚25毫米，重達1100多噸，堆內構件多達900多種，重700多噸。該容器屬于大型薄壁容器，制造和安裝難度極大。中國一重集團與原子能院一起聯合設計并承擔了這一大型非標設備的制造和安裝，并實現了一次制造成功、一次運輸成功、一次安裝成功，創造了快堆大型核設備制造的高質量，也譜寫了自主創新的新篇章，同時標志著我國在核設備設計制造能力方面取得了新的突破。

      “2008年底，中國實驗快堆進入了緊張的集中調試階段。原子能科學研究院全力以赴，用智慧和激情創造了零事故、聯合調試工期最短的世界紀錄。”徐銤告訴記者，“2009年8月，反應堆裝料前的調試任務全部圓滿完成，并在9月取得了國家核安全局頒發的首次裝料許可證。”

      2010年7月21日，中國實驗快堆實現首次臨界，讓中國成為繼美、英、法等國之后，世界上第8個擁有快堆技術的國家。

　　相關鏈接

      快堆：

      核燃料越燒越多核廢料越燒越少

      快堆是快中子增殖反應堆的簡稱，這是堆芯中核燃料裂變反應主要由平均能量為0.1M ev以上的快中子引起的反應堆，其重要特點是在消耗核燃料的同時，產生多于消耗的核燃料。

      一、熱堆與快堆

      目前全世界有400多座核電站，多數為輕水堆，分壓水堆和沸水堆兩類，主要是由熱中子引發裂變反應，因而又被稱為熱堆。熱堆消耗的主要核燃料是鈾235。自然界中鈾235的蘊藏量僅占0.66%，其余絕大部分是鈾238，占99.2%。為保證核反應正常進行，一般輕水堆采用3%～4%的濃縮鈾235為原料，也就是說真正參與核反應的原料鈾235只有3%～4%，余下是會產生輻射的鈾238核廢料。

      快堆不用鈾235，而用钚239作燃料，不過在堆心燃料钚239的外圍再生區里放置鈾238。钚239產生裂變反應時放出來的快中子，被裝在外圍再生區的鈾238吸收，變為鈾239，鈾239經過幾次衰變后轉化為钚239。在大型快堆中，平均每10個鈾235原子核裂變可使12至14個鈾238轉變成钚239。這樣，钚239裂變，在產生能量的同時，又不斷地將鈾238變成可用燃料钚239，而且再生速度高于消耗速度，核燃料越燒越多，快速增殖，所以這種反應堆又稱快速增殖堆。

      二、快堆的優勢

      核燃料越燒越多：目前，在核電站中廣泛應用的壓水堆(如我國的秦山、大亞灣核電站堆型)對天然鈾資源的利用率只有約1%，而快堆則可將這一利用率提高到60%～70%。這對充分利用我國的鈾資源，促進核電持續發展，解決我國的后續能源供應問題具有重要意義。

      由于利用率的提高，相對較貧的鈾礦有了開采的價值。就世界范圍講，可采鈾資源將因此增加上千倍。以目前探明的天然鈾儲量推測，快堆的使用可以使鈾資源可持續利用3000年以上。

      核廢料越燒越少：熱堆反應后的剩余物的放射性仍然很強，如果直接進行地質處置，耗資極其驚人。而這些核廢料在快堆反應中經過回收再利用以后，放射性物質的衰變期只有二三百年，可以大大減少核廢物處置量，降低乏燃料長期毒性風險。

      三、世界快堆發展歷程

      國際上快堆發展從上世紀40年代起步，只比熱堆晚四年，而且第一座實現核能發電的是快堆。截至目前，世界上共建成了各種類型的快堆21座———

      1946年，美國建成世界上第一座實驗性快中子反應堆，即熱功率25千瓦的克來門汀(Clem entine)。

      1967年，法國建成名為“狂想曲”的熱功率為4萬千瓦的反應堆；1974年，25萬千瓦的快中子反應堆投入運行。

      1980年，蘇聯建成電功率60萬千瓦的快中子實驗反應堆。

      1985年，法、德、意三國建成功率120 千瓦的經濟驗證快堆Superhenix-1。

      1994年，日本建成功率31 .8萬千瓦的文殊(M onju)原型快堆。

      由于技術難度大，世界各國的快堆仍然停留在實驗堆的基礎上，尚未發展到商用階段。隨著快堆技術的日臻完善，接近成熟，國際上預計將掀起快堆發展高潮。

      俄羅斯：已開始建造兩座80萬千瓦的快堆電站，一座在斯維爾德洛夫斯克，一座在南烏拉爾。

      日本：成立了日本核燃料循環研究院，加強快堆技術開發。

      韓國：在美國通用電氣的幫助下積極發展功率13萬千瓦的實驗快堆。

      巴西：開始組織快堆技術的發展工作。

      印度：2001年開始建造電功率50萬千瓦的快堆電站。

      (材料由中核集團提供)

      國網能源研究院與維斯塔斯聯手破解中國風電上網難題

      □記者 李新民 北京報道

      記者從日前在北京召開的《中國風電與電網協調發展聯合研究階段性成果報告》發布會上獲悉，國內能源及電力行業著名的研究機構國網能源研究院正在與全球風電巨頭維斯塔斯公司聯手破解我國風電并網難題。

      這份“階段性成果報告”認為，盡快制定新的嚴格的風電并網導則，加強電力系統統一規劃，加強電網建設特別是更高等級的輸電網絡建設，同時還要加強對風電出力的預測等，是解決風電并網的關鍵因素。

      據了解，中國是目前世界上增長速度最快的風力發電市場。2009年，新增風電裝機容量超過13吉瓦；預計到2020年，累計裝機容量將至少達到120吉瓦。但另一方面，隨著風電開發的飛速發展，大規模風電入網及消納問題，將成為能否實現我國風電行業健康、可持續發展的決定性因素。

      國家電網能源研究院副院長蔣莉萍說：“國網能源研究院希望通過與維斯塔斯的真誠合作，借鑒丹麥及其它國家在風電并網規劃及運行管理方面的先進經驗，從技術和管理兩個方面入手，探索風電與電網協調發展的最佳策略，以促進風電的大規模、可持續發展。”

      “維斯塔斯希望利用其全球風電經驗為中國風電產業發展做出貢獻。”維斯塔斯中國公司政府關系總監程紅介紹說，“除了維斯塔斯本企業資深專家外，我們還邀請了丹麥國家電網公司等多家歐洲單位共同加入這一重要研究，分享國際先進的風電和電網發展經驗。”