俄羅斯的“綠色”后處理是核技術(shù)的重大進(jìn)步

2017-12-14 11:02:16 來源:核工程師_新浪博客作者:杜銘海　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

《中國核網(wǎng)》2017年12月1日刊載《國防科技信息網(wǎng)》新聞報(bào)道[1]，說俄羅斯已經(jīng)開始使用可將環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)最小化的獨(dú)特‘綠色’技術(shù)對(duì)乏燃料進(jìn)行后處理，2021年將開始工業(yè)規(guī)模運(yùn)行。這是核技術(shù)的重大進(jìn)步，對(duì)

《中國核網(wǎng)》2017年12月1日刊載《國防科技信息網(wǎng)》新聞報(bào)道[1]，說俄羅斯“已經(jīng)開始使用可將環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)最小化的獨(dú)特‘綠色’技術(shù)對(duì)乏燃料進(jìn)行后處理”，2021年將開始“工業(yè)規(guī)模”運(yùn)行。這是核技術(shù)的重大進(jìn)步，對(duì)核工業(yè)關(guān)系重大。但傳媒界反應(yīng)冷淡。

核電廠“用過的”核燃料（又稱“乏核燃料”或“乏燃料”）后處理，是實(shí)現(xiàn)核燃料“閉路循環(huán)”最關(guān)鍵的步驟，是核能發(fā)展的“生命線”環(huán)節(jié)。否則，必然滅亡，而且毫不足惜。因?yàn)榻鼇矸春巳耸窟M(jìn)行恐嚇宣傳，把“乏燃料”說成“核廢物”，有“劇毒”，是社會(huì)公眾繼續(xù)接受核能的重大心理障礙。

▲福島第一核電站乏燃料取出計(jì)劃推遲3年

傳媒的“冷淡”，或許有些誤解。核能“出身”軍用，“用過的”核燃料后處理，原用來提取核武器材料，也有“核擴(kuò)散”的風(fēng)險(xiǎn)。那是指“濕法”后處理，用于軍事，可不惜“代價(jià)”，不計(jì)成本；但對(duì)民用，技術(shù)復(fù)雜，環(huán)境負(fù)擔(dān)沉重。而“干法”，又稱“高溫冶金”后處理，要簡(jiǎn)單得多[2]。美國阿貢實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的這種技術(shù)，曾在實(shí)驗(yàn)室或“中試”規(guī)模上成功用于鈉冷快堆EBR-II“用過的核燃料”后處理，也是世界有核國家致力研發(fā)的重點(diǎn)核技術(shù)。目前多在實(shí)驗(yàn)室研究或中試階段，到“商用”應(yīng)用，還有某些距離。美國擔(dān)心核擴(kuò)散，自己不開發(fā)、甚至曾反對(duì)西方國家繼續(xù)開發(fā)這種技術(shù)。但對(duì)俄羅斯沒有約束力。

《國防科技信息網(wǎng)》的報(bào)道，源自英國《國際核工程》（NEI）雜志網(wǎng)上的文章[3]。從核能專業(yè)常識(shí)看，俄羅斯的‘綠色’后處理技術(shù)，大體上與西方的“干法”技術(shù)相似，但不包括乏燃料內(nèi)“微量錒系元素”（MA，主要指镎、镅和鋦）處理（嬗變、銷毀），特點(diǎn)是“完全沒有液態(tài)低放廢物”。俄羅斯轉(zhuǎn)向“干法”后處理技術(shù)，是一大進(jìn)步。

以下是NEI文章的逐段意譯。如有差錯(cuò)，歡迎批評(píng)指正。（信箱：dumhai@126.com）

俄羅斯追求開發(fā)環(huán)境友好的后處理工藝

俄羅斯采礦與化學(xué)聯(lián)合企業(yè)（MCC）位于克拉斯諾亞爾斯克地區(qū)澤爾赫茨諾格爾斯克，是國家原子能公司Rosatom的子公司，已開始用獨(dú)特的“綠色”技術(shù)，對(duì)核電廠用過的核燃料（乏燃料）進(jìn)行“中試規(guī)模”的后處理，使環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)最小化。

MCC將于2020年開始在工業(yè)規(guī)模上進(jìn)行這種“再循環(huán)”。建在MCC化學(xué)與同位素化學(xué)廠內(nèi)的實(shí)驗(yàn)與示范中心(ODC)，使用最新的、環(huán)境友好的技術(shù)進(jìn)行核燃料放射化學(xué)后處理。這個(gè)最初的綜合設(shè)施，將用于開發(fā)半工業(yè)規(guī)模的后處理工藝體系。今后還要利用ODC技術(shù)，建設(shè)大型設(shè)施即TR-2，再循環(huán)乏燃料。

這種技術(shù)的特點(diǎn)是，完全沒有液態(tài)低放廢物。巴拉科夫（Balakovo）核電廠的VVER-1000型反應(yīng)堆的乏燃料組件，在廠內(nèi)儲(chǔ)存23年，運(yùn)達(dá)MCC，現(xiàn)已裝入ODC的一個(gè)“熱室”。燃料組件首先要進(jìn)行燃料細(xì)棒熱化學(xué)開孔和分段，然后通過“容積氧化”過程，抽離氣態(tài)和揮發(fā)性的放射性氚和碘-129，避免溶入燃料組件碎屑內(nèi)含物，生成液態(tài)放射性廢物。接下來是鈾-钚分離，并以鈾和钚氧化物的形態(tài)返回燃料循環(huán)（按計(jì)劃，用鈾和钚的氧化物生產(chǎn)鈾-钚混合氧化物。用于快堆稱MOX燃料，用于熱堆稱REMIX燃料）。裂變產(chǎn)物經(jīng)調(diào)制、玻璃固化，再裝入安全防護(hù)容器。

新的后處理技術(shù)經(jīng)完善，將按比例放大用于二期、全范圍的實(shí)驗(yàn)與示范中心（ODC），成為核燃料“閉路循環(huán)”工業(yè)的基礎(chǔ)。ODC廠房建設(shè)和二期工作還在進(jìn)行中，以便2020年以后，試驗(yàn)與示范中心可以開始工業(yè)規(guī)模的運(yùn)行。據(jù)MCC董事長(zhǎng)彼得•加夫里洛夫（PetroGavrilov）說，MCC期望2021年處理幾十噸VVER-1000型反應(yīng)堆乏燃料。

MCC是俄羅斯國家原子能公司Rosatom以創(chuàng)新的新一代技術(shù)為基礎(chǔ)，開發(fā)核燃料閉路循環(huán)的重要企業(yè)。MCC有三種高科技設(shè)施，用于乏燃料儲(chǔ)存、處理，以及快堆的新型MOX燃料生產(chǎn)。

原標(biāo)題:杜銘海：俄羅斯的“綠色”后處理是核技術(shù)的重大進(jìn)步

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