核电前沿技术迷局 第一代到第四代问题不断变化(2)

　　铀资源有限，又需要发展大规模核能，徐銤指出，在这种情况下，唯一的办法是尽力发展压水堆，总装机容量越大越早越好，为快堆提供初装钚，同时加快发展快堆，通过良性的产业循环，提供更多日常能源。

　　据介绍，快堆技术之所以能够破解铀资源难题，是因为快堆的燃料不是铀235，而是钚。钚产生裂变反应时放出来的快中子，被装在快堆堆心外围再生区的铀238吸收，变为铀239。铀239经过几次衰变后转化为钚239。在大型快堆中，平均每10个铀235原子核裂变可使12至15个铀238转变成钚239。这样，钚239裂变，在产生能量的同时，又不断地将铀238变成可用燃料钚239，而且再生速度高于消耗速度，核燃料会越烧越多，快速增殖，所以这种反应堆又称快中子增殖堆。

　　国际原子能机构提供的数据显示，发展快堆，可以将铀资源的利用率提高到60%～70%。这也使得更贫铀矿有了开采价值，世界上可采的铀资源将提高1000倍。

　　“另外，如果采用快堆技术，就不需要尤卡山这样的地方了。”徐銤说。今年3月，美国耗资90亿美元、历时22年建设的尤卡山计划终止了。该计划的初衷是要解决永久性掩埋核废料的问题。

　　徐銤解释说，压水堆核燃料在燃烧之后，会产生具有高放射性的乏燃料，其处置需要耗费巨大资金。不过，如果将乏燃料进行处理，放入快堆中回收利用，放射性物质的衰变期将从几百万年变为两三百年，同时还能大大减少核废物处置量，由此降低乏燃料贮存的长期风险。

　　对于利用快堆技术解决核废料，徐銤充满了信心：“从2030年开始，每隔10年建6个较小的用于嬗变的快堆，把高放废物变成一般的裂变产物。这样做的话，核废料就不成问题了。”

　　先进裂变核能：刚刚起步的长征

　　今年1月，中国科学院宣布，今年将启动5个先导科技专项，其中之一就是未来先进核裂变能。

　　不管是对学术界还是产业界而言，“先进核裂变能”都是一个新鲜的词汇。对此，在接受《科学时报》记者采访时，中国科学院基础科学局大科学工程与核科学处副处长彭子龙的解释是：“‘未来先进核裂变能’专项的定位，就是瞄准核燃料的稳定供应和核废料的安全处置两大关键问题，开展钍基核能系统和加速器驱动次临界系统（ADS）嬗变系统两大内容的前瞻性、基础性研究，储备未来先进核能的核心技术和人才，并与我国已有或正在部署的其他重要内容一起，构成近中远相结合的核能发展完整布局，保障其长期持续发展。”

　　彭子龙表示，该专项的目标之一是要满足核燃料多样化的要求。与铀238类似，钍232也是潜在的核燃料，它吸收一个中子后转变为易裂变的铀233。与现有的核电前沿技术相比，基于钍铀燃料循环的钍基核能系统具有许多突出优势。例如，钍资源丰富，地壳中的钍储量是铀的3～4倍，我国的钍资源已探明储量居世界前列，同时核废料少、放射性低等。

　　“专项的另一目标是要彻底解决核废料的长周期放射性问题。”彭子龙说，目前国际核能界正致力于发展核的嬗变技术，以便于进一步对分离出来的核废料在经嬗变（使其放射性寿命从数百万年降低到约700年）后再地质深埋，从而使人类能够在现有的技术条件下（特别是材料）较好地保证安全性。

　　就理论而言，快中子反应堆和ADS系统都能嬗变核废料。不过，据彭子龙介绍，国际原子能机构研究认为，ADS具有更高的中子余额和更硬的中子能谱，对嬗变更有利，是安全处置核废料最有潜力的工具。在多次组织院士就此问题咨询时，得出的结论是：“从我国核能可持续发展战略中的地位看，快堆侧重于核燃料增殖，ADS侧重于核废料嬗变，是比较合理的选择。”

　　在徐銤看来，对钍基核能系统的研究现在还只是处于科研阶段，还有大量的基础工作要做。作为未来核电技术的一种替代性选择，目前可以着手进行一些预研性工作，为未来的发展指明方向。

　　谈及ADS系统，徐銤表示，中国原子能科学研究院已与中国科学院高能物理研究所就此展开相关合作，但具体项目尚未启动。

　　核聚变：不会是终极　　

　　国际热核聚变实验反应堆（ITER）被人们形象地称为人造太阳，其目的是建造一个聚变实验堆，探索利用聚变能发电的科学和工程技术可行性，为实现聚变能商业应用奠定基础。

　　中国工程院院士万元熙是ITER科学技术顾问委员会主席和总体控制与协调中方代表。在接受《科学时报》记者采访时，他表示，半个多世纪以来，核聚变研究在全世界核聚变界的共同努力下，取得了重大进展，而其最大的成绩就是建设了ITER。