核廢物可以是資產(chǎn)而非負(fù)擔(dān)

要讓核電廠產(chǎn)生的高放核廢物能夠推動能源部門的循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，該怎么辦？ 在閉式燃料循環(huán)中運(yùn)行的快中子反應(yīng)堆可以實現(xiàn)這一目標(biāo)。

快中子反應(yīng)堆使用未被水等慢化劑減慢的中子來維持裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，與現(xiàn)有的核反應(yīng)堆相比具有一定的優(yōu)勢。當(dāng)在再循環(huán)利用核燃料的全閉式燃料循環(huán)中運(yùn)行時，快中子反應(yīng)堆有可能從相同數(shù)量的天然鈾中提取比核反應(yīng)堆多60～ 70 倍的能量，從而顯著減少高放廢物數(shù)量。

國際原子能機(jī)構(gòu)副總干事兼核能司司長米哈伊爾·丘達(dá)科夫說：“在閉式燃料循環(huán)中使用快堆時，1 kg 核廢物可以多次循環(huán)利用，直到鈾全部用完，錒系元素（其放射性可保持?jǐn)?shù)千年）被燒盡。然后剩下的是大約30 g 的廢物，這些廢物將在200 到300 年內(nèi)具有放射性?！?/p>

快堆是核能早期部署的首批技術(shù)之一，當(dāng)時鈾資源被視為稀缺資源。然而，隨著技術(shù)和材料方面的挑戰(zhàn)阻礙了發(fā)展，并且新的鈾礦藏被發(fā)現(xiàn)，輕水堆成為行業(yè)主要發(fā)展堆型。然而，一些國家正在努力推進(jìn)快堆技術(shù)，包括小型模塊堆和微型反應(yīng)堆。

目前有五座快堆正在運(yùn)行：俄羅斯聯(lián)邦的兩座在運(yùn)反應(yīng)堆（BN-600 和 BN-800）和一座試驗快堆（BOR-60）、印度的快增殖試驗堆和中國實驗快堆。歐盟、日本、美國、英國和其他國家都在開展針對各種目標(biāo)和功能的快堆項目，包括小型模塊堆和微型反應(yīng)堆。

對于一些國家來說，在全閉式燃料循環(huán)中運(yùn)行快堆被視為確保核能長期可持續(xù)性的途徑。

正在塞韋爾斯克建設(shè)的俄羅斯試點示范能源綜合體匯集了一座鉛冷BREST-OD-300 快堆、一座燃料制造和再制造廠以及一座鈾-钚混合乏燃料后處理廠。此外，還將建造一座深層地質(zhì)廢物處置庫。這個試點項目的重要性不僅在于展示能夠進(jìn)行新燃料的制造、輻照和再循環(huán)，而且在于展示所有這些工作在同一個場址完成。

“將整個閉式燃料循環(huán)過程設(shè)在同一個場址，有利于核安全、核安保和核保障?！痹幽軝C(jī)構(gòu)核燃料循環(huán)技術(shù)負(fù)責(zé)人Amparo Gonzalez Espartero 說，“這在經(jīng)濟(jì)上也更有意義，因為核廢物和核材料不需要像目前在一些國家那樣在不同地點之間轉(zhuǎn)運(yùn)，從而最大限度地減少了運(yùn)輸和后勤挑戰(zhàn)?！?/p>

運(yùn)行任何規(guī)模的閉式燃料循環(huán)都需要快堆以及用于后處理和再循環(huán)的基礎(chǔ)設(shè)施。除其他原因外，經(jīng)濟(jì)和保障因素使得不是每個國家都能擁有后處理設(shè)施。為了降低成本，后處理設(shè)施可向其他國家提供服務(wù)，或者各國可共享設(shè)施。

俄羅斯還計劃在2035 年之后部署下一代1 200 MW（電） 快堆，作為與輕水堆并存的自維持系統(tǒng)的一部分。借助快堆，核反應(yīng)堆的乏燃料將被后處理和再利用，最終產(chǎn)生的廢物比常規(guī)核燃料循環(huán)的廢物小十倍。

其他國家也在推進(jìn)相關(guān)項目。中國正在福建省霞浦縣建造兩座鈉冷快堆（CFR-600）。第一臺機(jī)組正在調(diào)試中，預(yù)計將于2024 年并網(wǎng)。美國由微軟聯(lián)合創(chuàng)始人比爾·蓋茨支持的快堆項目正在開發(fā)中;盡管美國正在重新努力研究閉式核燃料循環(huán)，并利用現(xiàn)有核廢物開發(fā)自己的燃料供應(yīng)，但該項目不會在閉式燃料循環(huán)中運(yùn)行。在歐洲，比利時MYRRHA 項目旨在到2036 年建造一個鉛鉍冷卻加速器驅(qū)動系統(tǒng)，以測試其作為未來全閉式燃料循環(huán)的一部分分解次錒系元素的能力。

“ 各國正越來越多地關(guān)注如何再循環(huán)利用乏核燃料等資源，以清潔方式為本國經(jīng)濟(jì)提供動力?！痹幽軝C(jī)構(gòu)快堆技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊負(fù)責(zé)人Vladimir Kriventsev 說，“目前，材料科學(xué)、反應(yīng)堆物理和工程方面的技術(shù)創(chuàng)新改善了設(shè)計，增強(qiáng)了安全性能，降低了建造和運(yùn)行成本，從而提高了快堆核電廠的經(jīng)濟(jì)性?！?/p>

原子能機(jī)構(gòu)通過協(xié)調(diào)研究項目、技術(shù)出版物、技術(shù)工作組和會議，在支持快堆的開發(fā)和部署中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。原子能機(jī)構(gòu)“核反應(yīng)堆和燃料循環(huán)革新型國際項目”還通過支持各國的規(guī)劃與合作，助力推進(jìn)快堆和相關(guān)核燃料循環(huán)的發(fā)展。

（來源：IAEA 網(wǎng)站）