俄羅斯的“綠色”后處理是核技術的重大進步

2017-12-14 11:02:16 來源:核工程師_新浪博客作者:杜銘海　點擊量：評論 (0)

《中國核網(wǎng)》2017年12月1日刊載《國防科技信息網(wǎng)》新聞報道[1]，說俄羅斯已經(jīng)開始使用可將環(huán)境風險最小化的獨特‘綠色’技術對乏燃料進行后處理，2021年將開始工業(yè)規(guī)模運行。這是核技術的重大進步，對

《中國核網(wǎng)》2017年12月1日刊載《國防科技信息網(wǎng)》新聞報道[1]，說俄羅斯“已經(jīng)開始使用可將環(huán)境風險最小化的獨特‘綠色’技術對乏燃料進行后處理”，2021年將開始“工業(yè)規(guī)模”運行。這是核技術的重大進步，對核工業(yè)關系重大。但傳媒界反應冷淡。

核電廠“用過的”核燃料（又稱“乏核燃料”或“乏燃料”）后處理，是實現(xiàn)核燃料“閉路循環(huán)”最關鍵的步驟，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。因為近來反核人士進行恐嚇宣傳，把“乏燃料”說成“核廢物”，有“劇毒”，是社會公眾繼續(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“核擴散”的風險。那是指“濕法”后處理，用于軍事，可不惜“代價”，不計成本；但對民用，技術復雜，環(huán)境負擔沉重。而“干法”，又稱“高溫冶金”后處理，要簡單得多[2]。美國阿貢實驗室開發(fā)的這種技術，曾在實驗室或“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)的重點核技術。目前多在實驗室研究或中試階段，到“商用”應用，還有某些距離。美國擔心核擴散，自己不開發(fā)、甚至曾反對西方國家繼續(xù)開發(fā)這種技術。但對俄羅斯沒有約束力。

《國防科技信息網(wǎng)》的報道，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)常識看，俄羅斯的‘綠色’后處理技術，大體上與西方的“干法”技術相似，但不包括乏燃料內“微量錒系元素”（MA，主要指镎、镅和鋦）處理（嬗變、銷毀），特點是“完全沒有液態(tài)低放廢物”。俄羅斯轉向“干法”后處理技術，是一大進步。

以下是NEI文章的逐段意譯。如有差錯，歡迎批評指正。（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，已開始用獨特的“綠色”技術，對核電廠用過的核燃料（乏燃料）進行“中試規(guī)模”的后處理，使環(huán)境風險最小化。

MCC將于2020年開始在工業(yè)規(guī)模上進行這種“再循環(huán)”。建在MCC化學與同位素化學廠內的實驗與示范中心(ODC)，使用最新的、環(huán)境友好的技術進行核燃料放射化學后處理。這個最初的綜合設施，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，建設大型設施即TR-2，再循環(huán)乏燃料。

這種技術的特點是，完全沒有液態(tài)低放廢物。巴拉科夫（Balakovo）核電廠的VVER-1000型反應堆的乏燃料組件，在廠內儲存23年，運達MCC，現(xiàn)已裝入ODC的一個“熱室”。燃料組件首先要進行燃料細棒熱化學開孔和分段，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)調制、玻璃固化，再裝入安全防護容器。

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

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

原標題:杜銘海：俄羅斯的“綠色”后處理是核技術的重大進步