中国快中子增殖堆发展技术

1986年,中国快堆技术发展列入国家“863”高技术计划,启动了以6.5万千瓦火电实验快堆为工程目标的应用基础研究。研究重点是快堆设计、燃料和材料、钠技术和快堆安全。到1993,建成了20多个具有一定规模的实验装置和钠回路,为中国实验快堆的设计奠定了基础。

从65438到0993,我国快堆研究进入发展阶段。由于在快堆基础研究和应用基础研究阶段,国内对快堆设备和系统的研究很少,我们按照以中国为主,引进国外先进技术的原则,与俄罗斯进行了快堆联合技术设计,然后进行了独立的初步设计和建造设计。目前已完成设计,土建主体工程完成,300多台大型设备安装到位,正在安装各系统;燃料已经验收,主要设备已经到货,设备投入方面国产化率达到70%。2005年初,核级钠将进入工厂,并安装反应堆本体。预计在2007年这将是第一次至关重要。

2010年7月22日,中国核工业集团公司宣布,由中国原子能科学研究院自主研制的中国第一座快中子反应堆——中国实验快堆(CEFR)达到首次临界,这意味着中国第四代先进核能系统技术取得重大突破。

快堆技术复杂,工程开发投资大。在国家“863”高技术计划的领导下,我们完成了中国快堆发展战略和技术路线的研究,提出了中国快堆工程技术三步走发展的建议:

第一步,中国实验快堆,热功率6.5万千瓦,电功率2万千瓦,目前正在建设中,计划2007-2008年临界并网。

第二步,中国原型快堆,电功率约60万千瓦,拟于2013建成,2020年投入运行。目前处于规划建议阶段。

第三步是中国商用验证堆,电功率1万~ 1.5万千瓦。建议2018建成,2025年运行。在此基础上,2030-2035年将批量推广大型高增殖快堆。

国外快堆发展已有半个世纪。美国、俄罗斯、英国、法国、日本、德国、意大利、印度和韩国这9个发展快堆的国家已经建造了21座快堆。

目前,为了未来大规模发展核能,所有建设快堆的国家都开始研究利用快堆焚烧热堆产生的放射性废物,使核能成为更清洁的能源,同时也对一些新型快堆进行了预研。

需要大规模发展核能以替代常规能源的国家,必须发展快堆和相应的封闭燃料循环,才能很好地利用铀资源。如果热堆已经发展到一定规模,就应该考虑先用快堆,然后用更有效的加速器驱动次临界快堆,尽可能地把长寿命的废物烧掉,尽量减少需要地质深埋的废物。因为快中子增值堆中的核反应会产生核武器的重要原料钚-239,存在较大的核武器扩散风险。