快堆技术促我国核电跨越发展

　　我国第一座快中子反应堆——中国实验快堆达到首次临界，我国成为继美、英、法等国之后，世界上第８个拥有快堆技术的国家，也标志着中核集团已经完全具备了四代核能技术的研发能力。 　

　　记者从近日召开的“快堆技术自主创新研讨会暨快堆产业化技术创新战略联盟成立大会”上获悉，由中核集团、中国原子能科学研究院自主研发的我国第一座快中子反应堆——中国实验快堆（ＣＥＦＲ）达到首次临界。我国成为继美、英、法等国之后，世界上第８个拥有快堆技术的国家。专家表示，该技术是我国核能技术跨越发展和核科技创新能力提升的重要标志。

　　自主创新结硕果

　　在我国ＣＥＦＲ设计和建造历程中，主要引进了俄罗斯主要工艺系统的总体设计方案等，包括２２项工艺设计和２２项技术要求。

　　但技术引进过程并非一帆风顺。由于具有强烈的标准规范相关性、投资规模相关性、地理位置相关性和反应堆规模相关性，因此总体设计成为了整个反应堆电站设计中最难引进的内容之一。

　　中核集团和中国原子能科学研究院书记张昌明介绍，俄方以该国的规范和标准为着眼点，以ＢＮ－６００原型快堆电站为参考目标，给出了总体性设计。但是，ＣＥＦＲ的设计应符合我国核安全法规和ＡＳＭＥ规范，因此俄方的设计只能起到参考作用。同时，ＣＥＦＲ的大量设备和材料是从国内采购，总体性的标准和技术条件必然要做到真正的国产化。因而，中方研究人员通过自主化不断探索，在总体设计方面作了很多尝试，并取得了较好的成果。

　　在堆芯设计领域，中方在俄罗斯技术的基础上，应用完全不同的计算机软件，独立自主地完成了 ＣＥＦＲ堆芯物理设计、屏蔽设计、热工流体设计和结构力学分析。目前，我国已经掌握了钠冷快堆堆芯设计的技术和手段。

　　此外，在整个研究过程中，中核集团一直坚持自主创新，自主完成快堆概念设计、初步设计、施工设计及建筑、安装调试工作，初步建立起钠冷快堆技术的研发体系和标准规范体系，全面掌握了快堆物理、热工、力学以及总体、结构、回路、仪控、电气设计技术，取得了以钠工艺为代表的一批自主创新成果，申请了百余项专利，还实现了高达７０％的设备国产化率。

　　中核集团科技部主任罗长森表示：“经过多年的发展，中核集团已经具备了３０万千瓦、６０万千瓦、１００万千瓦核电站自主设计、建造、运行、管理的能力，并开发出了核电自主创新品牌。中国实验快堆的成功临界也标志着中核集团已经完全具备了四代核能技术研发能力。”

　　对于快堆未来的发展，罗长森表示，我国快堆发展拟采取三步走的发展战略，即实验快堆—示范快堆—大型商用快堆，建造中国实验快堆是我国快堆发展第一步。未来，中核集团将加快推进第四代核电机组——中国示范快堆的建造，并以此为契机，推动我国铀钚混合燃料制造技术等配套技术的发展，逐步建立我国先进核能体系。

　　化解资源短缺

　　目前，我国已建核电站中，大多采用的是压水堆技术，通过核裂变产生能量最终用于发电。然而核燃料的短缺，让我们不得不考虑核电工业的可持续发展问题。

　　上海市核电办业务一处处长夏春申表示，目前，在核电站中广泛应用的压水堆，对天然铀资源的利用率只有约１％。根据目前全球的铀矿探明储量４７０万吨，按照现有压水堆使用模式及数量计算，仅可供人类使用约６５年。

　　而我国探明铀矿储量仅有１０万吨左右，占全球比例约２％，属贫铀国。随着我国核电建设的推进，未来铀矿需求将明显增加。如果缺乏充足的铀矿资源支撑，难免会再现在原油、铁矿石资源上受制于国际矿商的窘境。

　　中投顾问能源行业研究员周修杰表示，我国实验快堆技术取得的突破，将有效缓解我国核电产业快速发展中铀资源短缺的矛盾。

　　据悉，快堆的主要优点在于能够提高铀资源利用率，其铀资源的理论利用率可达１００％，即使扣除损耗，其利用率至少也可达到６０％。

　　快堆技术之所以能够大幅度提高天然铀的使用率，主要原因在于快堆状态下，核废料能够作为燃料重新使用。“现在使用的二代压水堆技术，只是利用了整个产业链的上游环节，快堆则把整个产业链闭合了起来，形成了循环经济，这样就使得经济更加优化，环境更加友好。”专家表示。

　　减少核废料

　　尽管核能是一种清洁能源，但核废料的处理却是一个令全球头疼的问题。中国实验快堆总工程师徐銤介绍说，压水堆产生出来的核废料不仅量大，而且放射性强，如果直接进行地质处置，耗资极其惊人。而快堆技术的应用不仅可以提高铀资源利用率，还可以大幅减少核废料产出量。

　　“相比压水堆，快堆产生的核废料非常少，废料的一部分作为燃料被再次燃烧掉了，而且也大大降低了其辐射性。压水堆产生的废料，经过２００－３００年就能够达到与天然铀一样的放射水平，对其加以储存就不会对人类产生危害。”徐銤说。快堆技术既能节约燃料，又可以减少污染，可以说一举两得。

　　对于该技术商用时间表，市场咨询机构和业内专家给出了自己的时间表。

　　中投顾问发布的《２０１０－２０１５年中国核电行业投资分析及前景预测报告》显示，我国快堆技术的发展虽然取得了初步成就，但实现商业化应用还有很长一段路要走，需要经历实验快堆、示范快堆、大型商用快堆三个发展阶段，而目前我们尚处于实验快堆阶段。

　　徐銤预计，到２０３０年，快堆技术在我国才能实现商业化运用。而在２０３０年之前的２０年间，还有非常艰辛的工作等着他和他的同事们。“这２０年间，需要加大科研力量，至少增加３倍以上的技术人员，要达到工业规模的快堆运行，保证未来的快堆能够达到第四代核电发展水平，还需要研究设备系统的可靠性，以及加强对材料、工艺方面的研究等。”徐銤表示。

　　中国成立快堆产业化技术创新战略联盟

        在我国实验快堆已经取得的经验和合作的基础上，为继续推动我国快堆技术进一步发展，保障我国核能稳定、持续、大规模发展，提升自主创新能力，由中国原子能科学研究院牵头，以快堆研究中心为依托，联合相关高校、科研单位、装备制造和安装企业，优势互补，强强联合，成立了快堆产业化技术创新战略联盟。专家认为，此举将加速科技成果的商业化运作，提高产业整体竞争力，有助于中国迈入核能应用强国。

　　据中国原子能科学研究院院长万钢介绍，联盟成立后将与国家有关主管部门共同进行行业标准的监督和管理；大力开展科技创新和技术推广工作，尽快建立联盟发展基金；促进联盟成员互惠互利的资源共享，促进行业与相关产业的和谐发展；向政府提出促进产业发展的建设性意见，为政府制定相关产业政策提供依据；围绕产业的发展开展咨询；积极开展国际交流与合作等。

　　科技部政策法规司副司长李新男表示，快堆是第四代核能系统的最具潜力技术，也是核电堆型的未来之星，快堆产业化技术创新联盟的成立将进一步提升中国快堆设备自主创新能力，促进中国快堆技术的快速发展，为中国迈入核能应用强国做出贡献。