核能档案52世界乏燃料后处理工业现状
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一、项目背景近年来,能源资源的日益枯竭和环境污染问题已经成为全球性的关注焦点。
作为一个大国,我国在能源资源的开发和利用方面一直处于世界前列。
然而,随着能源资源的逐渐枯竭和环境问题的日益加剧,我国政府不得不采取一系列措施来应对能源危机和环境污染问题。
二、项目意义乏燃料后处理验证项目2023是我国政府为了应对能源问题和环境污染问题而进行的重要项目。
该项目的实施将有助于推动我国能源结构的转型升级,推动清洁能源替代传统能源,减少对化石能源的依赖,降低能源消耗对环境造成的影响,推动能源与环境的和谐发展。
三、项目目标乏燃料后处理验证项目2023旨在开展对乏燃料进行深度处理和验证,确保乏燃料的安全处理和有效利用。
具体目标包括:1. 确定乏燃料处理的技术路线和方案;2. 确保乏燃料处理过程中的安全性和环保性;3. 确保乏燃料的有效利用和资源化利用。
四、项目实施乏燃料后处理验证项目2023的实施需要多个部门的合作,包括能源部门、环保部门、科技部门等。
具体实施步骤包括:1. 制定乏燃料处理技术路线和方案;2. 组织开展乏燃料处理技术的研究和开发;3. 建立乏燃料处理实验室和验证基地;4. 开展乏燃料处理技术的实验验证和效果评估;5. 推动乏燃料处理技术的产业化和推广应用。
五、项目保障为确保乏燃料后处理验证项目2023的顺利实施,需要从多个方面进行保障:1. 项目资金保障:确保项目所需的研发和实施资金得到充分保障;2. 项目人才保障:组织专业团队进行项目研发和实施,确保项目人才队伍的稳定和专业;3. 项目政策保障:制定支持乏燃料处理项目的政策和法规,鼓励企业和科研机构积极参与项目实施。
六、项目预期效果乏燃料后处理验证项目2023的实施预期将取得以下效果:1. 实现乏燃料的有效处理和利用,减少对环境的污染;2. 推动清洁能源的发展和利用,降低对传统能源的依赖;3. 推动我国能源结构的转型升级,促进能源与环境的和谐发展;4. 推动乏燃料处理技术的产业化和推广应用,为我国能源可持续发展提供技术支持。
国内外乏燃料后端处理田伟;袁顺利【摘要】对乏燃料进行安全环保的后端处理是核能健康发展的可靠保障,我国和国际核电先进国家都对此十分重视.分别从总体需求、储存、运输现状等方面介绍了国内外乏燃料后端处理现状和发展趋势.【期刊名称】《电力与能源》【年(卷),期】2016(037)001【总页数】3页(P86-88)【关键词】吊装运输;循环处理;乏燃料【作者】田伟;袁顺利【作者单位】山东核电有限公司,山东烟台 265116;山东核电有限公司,山东烟台265116【正文语种】中文【中图分类】TL24国内外商用反应堆普遍采用热中子反应堆。
由于商用核燃料中U235的富集度不超过5%,因而辐照后的乏燃料中会含有大量未被利用U238及新产生的易裂变核素Pu239;此外,乏燃料中还含有镎、媚等衰变周期很长、毒性很强的超铀元素。
在乏燃料的后处理中,通过回收可再被利用的核材料、分离贮存处理毒性核素等方式,实现节约资源、提高经济性和保护环境的目的,促进核能可持续的稳步发展。
1.1 我国乏燃料后端处理总体需求根据我国核电中长期发展规划,预计到2020年,中国在运核电装机容量达到5 800万kW,在建3 000万kW。
随着更多核电机组投入运行,产生的乏燃料的数量也在迅速增长,平均每年增加500组以上,预计2020年达到9 500组左右;需要从电厂发运的燃料组件也存在迅速增加的现象,平均每年增加200组以上,预计2020年达到3 500组左右。
因此,我国对乏燃料储存、运输的压力越来越大。
安全、经济地处理处置乏燃料已成为中国核电可持续发展必须解决的重大问题。
1.2 我国乏燃料运输现状目前我国的燃料运输能力建设还尚待加强,存在下列不利因素:①运输能力有限:缺少乏燃料运输容器;②我国核电站都位于东部沿海地带,而乏燃料后处理厂在我国西部区域,因此乏燃料运输路线长,运输时间长,乏燃料运输过程中不设置中间贮存;③乏燃料存在较高的放射性,其运输的安排要尽量避免受重大社会活动、事件影响。
我国乏燃料后处理经济性研究赵弥 彭海成 董博(国家国防科技工业局核技术支持中心 北京 100071)摘要:随着我国核能产业快速发展,天然铀需求和所产生乏燃料的数量也逐年增加,后处理产业的经济性必然会再次成为发展闭式核燃料循环产业需要解决的问题之一。
该文参考经合组织核能署相关研究,开展乏燃料后处理经济性分析,对“一次通过”和后处理两种核燃料循环方式的成本进行测算。
结果显示,现阶段后处理方案比“一次通过”更加经济,并且随着天然铀价格的持续上涨与后处理、MOX燃料制造技术成熟所带来的价格下降,其经济性将在未来愈发凸显。
关键词:核燃料循环 乏燃料 后处理 经济性中图分类号:F426.61;F426.23文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2023)12-0252-05 Research on the Economy of Irradiated Fuel Reprocessing in ChinaZHAO Mi PENG Haicheng DONG Bo(Nuclear Technology Support Center of SASTIND, Beijing, 100071 China)Abstract: With the rapid development of China's nuclear energy industry, the demand for natural uranium and the amount of produced spent fuel are also increasing year by year, and the economy of the reprocessing industry will inevi‐tably become one of the questions that need to be answered in the development of the closed nuclear fuel cycle industry again. This study refers to relevant research from the OECD Nuclear Energy Agency, analyzes the economy of spent fuel reprocessing, and calculates the costs of two nuclear fuel cycle methods of "once-through" and reprocessing. The results show that the reprocessing scheme is more economical than "once-through" at this stage, and its economy will become increasingly prominent in the future with the continuous rise of the price of natural uranium and the decrease of the price caused by the maturity of reprocessing and MOX fuel manufacturing technology.Key Words: Nuclear fuel cycle; Spent fuel; Reprocessing; Economy近年来,随着世界各国积极推进“碳达峰、碳中和”,以及更安全的核电机组投运,核能产业开始逐渐复苏。
2024年乏燃料市场发展现状1. 引言乏燃料是指核反应堆运行过程中使用后剩余的燃料,其中包含了尚未消耗的可用能量。
乏燃料的处理与管理一直是核能领域的重要议题之一。
随着全球对清洁能源需求的增长和核能发电的扩张,乏燃料市场的发展也越来越受到关注。
本文将从几个方面探讨乏燃料市场的发展现状,并分析其面临的挑战和机遇。
2. 乏燃料市场的主要参与方乏燃料市场的主要参与方包括核电厂运营商、乏燃料处理企业、政府机构和国际组织等。
核电厂运营商负责收集和储存乏燃料,并与乏燃料处理企业合作进行后续处理。
乏燃料处理企业则负责将乏燃料进行再处理或最终处置。
政府机构在乏燃料市场中扮演着监督和规范的角色,制定相关政策和法规,保证乏燃料的安全和环保处理。
国际组织如国际原子能组织(IAEA)和核能机构(NEA)等,通过合作与协调,促进乏燃料市场的发展和技术创新。
3. 乏燃料市场的发展现状3.1 乏燃料的处理与储存技术乏燃料的处理与储存技术是乏燃料市场发展的基础。
目前,主要的乏燃料处理技术包括再处理、焚烧和处置等。
再处理是将乏燃料中的可用能源提取出来,并将剩余部分进行处理。
在再处理过程中,可以获得可再利用的铀和钚等元素,同时减少乏燃料的体积和放射性污染。
焚烧是指将乏燃料进行高温燃烧,将其转化为较低放射性的废物。
焚烧技术可以大大减少乏燃料的体积和危险程度,但需要解决高温燃烧对环境的影响和设备成本的问题。
处置是将乏燃料长期储存或封存于地下设施中,以减少对环境和人类健康的风险。
目前,深地质处置被认为是最可行的乏燃料最终处置方式。
3.2 乏燃料市场的现状和趋势乏燃料市场的发展现状和趋势受到多个因素的影响。
一方面,全球对清洁能源的需求不断增长,核能发电作为清洁能源的重要组成部分,使得乏燃料市场面临巨大的发展机遇。
另一方面,乏燃料的处理和管理成本较高,且存在安全和环保等方面的挑战,制约着乏燃料市场的发展。
同时,一些国家对核能发展持保留态度,限制了乏燃料市场的进一步扩展。
1.乏燃料的基本情况 (1)1.1世界处理乏燃料的模式 (1)2.后处理方法 (2)2.1水法后处理。
(2)2.2干法后处理。
(3)3.后处理工艺 (3)3.1普雷克斯流程的化学原理。
(3)3.2普雷克斯流程的主要工艺步骤。
(3)3.2后处理的发展趋向 (4)4.百科-乏燃料后处理 (4)4.1核燃料后处理的主要目的 (4)4.2后处理工艺 (4)4.2.1水法后处理 (5)4.2.2干法后处理 (5)4.3后处理技术 (5)1.乏燃料的基本情况比如,一座100万KW的热中子反应堆核电站,每年产生约30t的乏燃料和800t的中低放射性废物。
其中800t的中低放射性废物加以处置可压缩成约几十立方米的低放固体废物,能直接放入到地质表层的中低放废物处置场。
目前,全世界运行中的443座核动力堆每年卸出约1万tHM乏燃料。
过去40年里,全世界卸出的乏燃料到2000年底,累计达22.5万tHM,预计到2010年乏燃料累计量将达到33万tHM,其中大部分仍贮存在水池或干式贮存设施中。
我国预计到2010年我国积累的乏燃料将达到1000tHM,而到了2020年以后,预计每年都将卸下近2000tHM乏燃料。
核反应堆卸出的乏燃料中,有三种类型的放射性核素:一种是长寿命和短寿命的裂变产物,二是活化产物,三是锕系元素。
裂变产物和活化产物都是带β放射性,除了包含几种核素之外,其它半衰期都比较短,而锕系元素都是带α放射性,有些还带有自发裂变现象,大多数的锕系元素具有较短的半衰期,但是其子体的半衰期却很长,甚至长达几百万年。
1.1世界处理乏燃料的模式由于核电站乏燃料的放射性很强,其中有些核素的毒性又大,所以整个乏燃料的处理过程必须在屏蔽和密闭的条件下远距离操作运行,这就给乏燃料处理过程带来很大的技术难度。
怎样处置这些放射性强毒性大的乏燃料,长期存在着争议,分歧也主要集中在经济性、安全性和核扩散上。
于是,世界上不同国家制订出了适应各自战略需求不同的技术路线:①一种是采取开环式或称“一次通过”式燃料循环,即将乏燃料在经过一段时间的中间贮存后,作为最终废料直接深埋在地质处置库中,同时可以防止燃料中的钚的扩散,这是美国卡特政府1977年制定的决策。
1.乏燃料的基本情况 (1)1.1世界处理乏燃料的模式 (1)2.后处理方法 (2)2.1水法后处理。
(2)2.2干法后处理。
(3)3.后处理工艺 (3)3.1普雷克斯流程的化学原理。
(3)3.2普雷克斯流程的主要工艺步骤。
(3)3.2后处理的发展趋向 (4)4.百科-乏燃料后处理 (4)4.1核燃料后处理的主要目的 (4)4.2后处理工艺 (4)4.2.1水法后处理 (5)4.2.2干法后处理 (5)4.3后处理技术 (5)1.乏燃料的基本情况比如,一座100万KW的热中子反应堆核电站,每年产生约30t的乏燃料和800t的中低放射性废物。
其中800t的中低放射性废物加以处置可压缩成约几十立方米的低放固体废物,能直接放入到地质表层的中低放废物处置场。
目前,全世界运行中的443座核动力堆每年卸出约1万tHM乏燃料。
过去40年里,全世界卸出的乏燃料到2000年底,累计达22.5万tHM,预计到2010年乏燃料累计量将达到33万tHM,其中大部分仍贮存在水池或干式贮存设施中。
我国预计到2010年我国积累的乏燃料将达到1000tHM,而到了2020年以后,预计每年都将卸下近2000tHM乏燃料。
核反应堆卸出的乏燃料中,有三种类型的放射性核素:一种是长寿命和短寿命的裂变产物,二是活化产物,三是锕系元素。
裂变产物和活化产物都是带β放射性,除了包含几种核素之外,其它半衰期都比较短,而锕系元素都是带α放射性,有些还带有自发裂变现象,大多数的锕系元素具有较短的半衰期,但是其子体的半衰期却很长,甚至长达几百万年。
1.1世界处理乏燃料的模式由于核电站乏燃料的放射性很强,其中有些核素的毒性又大,所以整个乏燃料的处理过程必须在屏蔽和密闭的条件下远距离操作运行,这就给乏燃料处理过程带来很大的技术难度。
怎样处置这些放射性强毒性大的乏燃料,长期存在着争议,分歧也主要集中在经济性、安全性和核扩散上。
于是,世界上不同国家制订出了适应各自战略需求不同的技术路线:①一种是采取开环式或称“一次通过”式燃料循环,即将乏燃料在经过一段时间的中间贮存后,作为最终废料直接深埋在地质处置库中,同时可以防止燃料中的钚的扩散,这是美国卡特政府1977年制定的决策。
核燃料循环行业现状分析报告及未来五至十年发展趋势近年来,核燃料循环行业在全球范围内受到了广泛的关注。
核能作为一种清洁、高效的能源形式,被认为是解决能源问题和实现可持续发展的重要途径。
核燃料循环作为核能发展的重要组成部分,具有资源高效利用、辐射废物管理和军民融合等方面的优势。
在这篇文章中,我们将对核燃料循环行业的现状进行分析,并展望未来五至十年的发展趋势。
一、核燃料循环行业现状分析1. 发展背景和态势核燃料循环作为核能发电的后续环节,具有回收再利用核燃料、减少核废料、提高核安全等重要优势。
当前,全球核燃料循环行业发展态势良好。
日本、法国、美国等国家在核燃料循环技术方面取得了显著进展,建立了完备的核燃料循环体系。
同时,中国也将核燃料循环列为国家战略,加大了对核燃料循环技术的研发和应用力度。
2. 技术进展和创新核燃料循环行业在技术方面取得了长足进展。
核燃料再处理、核燃料制备和核燃料储存等关键技术得到了不断完善。
在核燃料再处理领域,国内外企业积极推进核燃料再处理工厂的建设,提高核燃料的再循环利用率。
同时,核燃料制备领域的技术也取得了显著突破,新型核燃料的开发应用逐渐成为行业的新热点。
3. 国际合作与交流在核燃料循环行业的发展中,国际合作与交流起到了重要的推动作用。
各国在核燃料技术、政策法规、安全管理等方面进行广泛合作和交流,加强了核燃料循环行业的国际合作。
例如,中国与法国、俄罗斯等国就核燃料再处理、核燃料制备等方面进行了深入合作,推动了核燃料循环技术的发展。
4. 产业规模和市场前景核燃料循环行业的产业规模不断扩大,市场前景广阔。
目前,核燃料循环行业已经形成了完整的产业链条,包括核燃料再处理、核燃料制备、核燃料储存等多个环节。
全球核能装机容量的增加和核燃料循环技术的发展,将进一步推动核燃料循环行业的发展,市场潜力巨大。
二、未来五至十年发展趋势展望1. 技术创新和突破未来五至十年,核燃料循环行业将继续加强技术创新和突破。
科学技术Science technology2021年10月26日国务院发布《2030年前碳达峰行动方案的通知》,即中国承诺在2030年前,二氧化碳的排放不再增长,达到峰值后再慢慢减下去。
为了实现“碳达峰、碳中和”战略目标,我国将致力于发展清洁能源,而其中核电将成为电力中重要的“发展对象”。
但是随着核电站数量以及发电量的增加,核电站里有核反应产生的乏燃料也会随之累积增加。
针对这一现象本文系统地归纳了我国对于乏燃料的贮存以及后处理的现状。
分析了我国对乏燃料以及后处理所采取措施的发展趋势,并对此提出了相应的研究思路以及选择,为这两方面的发展提供指导。
核电作为一种清洁能源,对满足电力的需求、优化能源结构、保障能源的安全以及促进经济发展等方面的优点使核能得到了广泛的认可。
但是,在核电站的运行过程中,会有一部分燃料不能反应彻底,这部分未燃尽的燃料我们称之为乏燃料[1]。
因为取出后的乏燃料具有很强的放射性,如果对其处理不妥当将会对生态环境以及周边的人类身体健康造成不利的影响,故我们在取出乏燃料后先需要将乏燃料放入冷水池中进行冷却,然后乏燃料冷却到一定程度以后再将乏燃料送往后处理,因为我国的乏燃料处理手段和国际上一些其他国家相比稍有不足,所以我们大量的乏燃料是需要进行贮存的。
目前,乏燃料的处理方法主要有以下两种,开式燃料循环和闭式燃料循环。
开式燃料循环是指将乏燃料通过装在密闭性、吸收放射性的罐后进行长期的地质深埋存储;而闭式循环是指通过化学以及物理的方式将乏燃料中未燃烧充分的部分乏燃料进行提取以及分离,经过一定处理后再加入反应堆内利用。
然而,因为核电站对于乏燃料后处理的效率远远低于其产生的效率,故我们需要对剩余的乏燃料采取贮存的手段,由于核电站能用来贮存的空间十分有限,所以一般采用离堆贮存的手段[2]。
本文总结了我国当前乏燃料后处理以及贮存的现状,根据我国核电目前的发展现状,分析了我国对乏燃料的后处理以及贮存的需求存在的问题,为我国的核电的发展提出一些展望。
浅谈我国乏燃料管理现状作者:沈洁锋来源:《科技视界》2019年第24期【摘要】截止2018年底,我国已投入商业运行的核电机组共计45台,在建的核电机组共计11台,筹备中的核电机组共计15台。
随着核电的不断发展,核电站每年卸出的乏燃料的长期、安全管理已成为我国核工业不得不面对的重大课题。
本文对乏燃料的管理方式以及我国乏燃料管理的现状进行分析讨论,总结当前阶段存在的主要问题并提出建议。
【关键词】乏燃料管理;核循环;后处理;中间贮存;乏燃料运输中图分类号: D922.67 文献标识码: A 文章编号: 2095-2457(2019)24-0237-002DOI:10.19694/ki.issn2095-2457.2019.24.1140 前言自20世纪50年代中期全球首台商用核电站投运,核电已历经了半个多世纪的发展,其年发电量已占世界发电总量的17%。
由于核电相对火电在大气污染方面具有明显的优势,积极发展核电已成为我国能源建设的一项重要方针,对优化我国能源结构、保障社会经济发展具有重大意义。
截止2018年底,我国已投入商业运行的核电机组共计45台,装机容量4590万千瓦;在建的核电机组共计11台,装机容量1218万千瓦;筹备中的核电机组共计15台,装机容量1660万千瓦。
根据《核电中长期发展规划》,到2020年,我国在运核电装机容量将达到5800万千瓦,在建核电装机容量将达到3000万千瓦。
随着核电的不断发展,核电站每年卸出的乏燃料的长期、安全管理已成为我国核工业不得不面对的重大课题。
1 乏燃料管理方式乏燃料指的是在核反应堆中经中子轰击发生核反应后,燃耗深度达到设计限值,从堆中卸出且不再在该反应堆中使用的核燃料。
乏燃料含有大量未消耗完的238U和235U,新生成的易裂变材料239Pu以及在辐照过程中产生的镎、镅、锔等超铀元素。
目前,国际上关于乏燃料的主要处理方式包括以下两种:(1)一次性通过长期处置,亦称开式燃料循环。
核能档案52——世界乏燃料后处理工业现状法国核电工业发达,现有58台核电机组在运行,总装机容量约63吉瓦,年发电量约4210亿千瓦时,约占全国总发电量的75%。
这些核电机组在发电的同时,也产生大量的乏燃料。
法国采取闭合式燃料循环政策,即对核电厂产生的乏燃料进行后处理,回收其包含的铀和钚,并制成燃料继续在反应堆中循环使用。
采取闭式燃料循环政策的国家还有日本、俄罗斯、印度等国,就目前的情况看,法国的商业乏燃料后处理及再循环工业是世界上规模最大、工艺最成熟、技术最先进的。
大型商业后处理活动:不可比拟的“阿格地位”法国先后建成过UP1、UP2和UP3三座商业后处理车间,其中位于马库勒场址的UP1于1958年投运,主要用于军事目的,已于1997年关闭,UP2和UP3均位于阿格后处理厂。
经过40年的发展,阿格后处理厂如今已成为法国甚至是世界上规模最大、技术最先进、工艺最成熟的商业轻水堆乏燃料后处理基地。
它不仅处理法国国内的乏燃料,还为德国、日本、意大利等国处理进口乏燃料。
该厂运行至今未发生过任何重大事故,成为成熟商业后处理的典范。
该工厂目前拥有6000多名员工。
阿格后处理厂现有两个后处理车间在运行,即UP2-800和UP3,均使用成熟的PUREX工艺。
UP2于1962年动工兴建,1967年1月投产,曾处理过石墨气冷堆、快中子堆以及轻水堆等多种堆型的乏燃料,处理能力为400吨/年,但经过改造后每年可处理800多吨轻水堆乏燃料,并更名为UP2-800;UP3由7个国家(不包括法国)的外国客户共同出资兴建,于1990年投入商运,额定处理能力为800吨/年。
两个车间的总处理能力约为1700吨/年,若满负荷运行,可承担90~100台百万千瓦级核电机组每年产生的乏燃料的后处理任务。
目前,全球的轻水堆乏燃料后处理能力总计约为3000吨/年,而阿格后处理厂占到其中一半以上,可见其在世界乏燃料后处理领域拥有不可比拟的地位。
在阿格工厂,后处理作业可回收99.9%的钚和铀,仅剩下约3%的物质成为高放废物,经过玻璃固化后存于现场,等待最终处置。
目前,阿格后处理厂的典型进料是铀235浓度为3.7%、燃耗为45GWd/t、冷却4年后的压水堆和沸水堆乏燃料。
法国电力公司目前每年产生约1200吨乏燃料,在2009年以前每年将其中的850吨运往阿格后处理厂进行处理,可回收约8.5吨钚和810吨堆后铀(RepU),其中回收的钚被立即送往马库勒(Marcoule)工厂制造成约100吨混合氧化物燃料(MOX)。
从2010年起,法国电力公司每年送至阿格后处理厂的乏燃料增加到了1050吨。
在2011年之前的几年,由于大部分海外合同到期,加之没有签署新合同,阿格后处理厂的实际年产量仅为800~1000吨乏燃料。
2011年下半年,阿海珐集团与国内外企业签订了若干份新合同,使其实际产量在2012~2014年将达到1250吨,2015年以后的目标产量为1500吨/年。
2012年该工厂共为法国和荷兰电力公司处理了1023吨乏燃料,其中绝大部分来自法国电力公司。
阿格后处理厂自建成以来,除承担国内的乏燃料后处理任务之外,还承担了大批来自德国、日本、比利时、荷兰、瑞士等国的后处理任务,获得了较好的经济效益。
截至2009年年末,阿格后处理厂累计处理了约2.7万吨来自国内外的轻水堆乏燃料,其中相当大一部分来自国外。
从某种程度上讲,在过去20年中,如果没有外国客户的支撑,法国商业后处理工业很难取得如此辉煌的成就。
核燃料再循环:MOX燃料计划法国目前正在其轻水堆中使用通过乏燃料后处理提取的大量堆后铀和钚。
据法国电力公司估算,其约20%的发电量来自回收材料钚和铀。
与其他核电发达国家类似,法国最初的闭式核燃料策略是通过后处理将乏燃料中包含的钚提取出来,制成燃料后在快中子增殖堆中循环使用。
因此,在建设大型后处理设施的同时,法国于1967年投运了实验快堆,1973年投运了“凤凰”快堆,1976年又决定建设“超凤凰”快堆,当时的预计是到2000年“超凤凰”型快堆将投入大规模应用。
然而,到了上世纪80年代,石油价格下降,天然铀价格也随之下降,而燃料循环后段价格却在上升,加之快堆研发挫折不断,法国不得不调整核燃料循环战略,转向在热堆中燃烧后处理产生的铀和钚。
法国电力公司的堆后铀在皮埃尔拉特转化厂转化成U3O8以便进行中间贮存,或转化成UF6后在皮埃尔拉特铀浓缩厂或俄罗斯谢韦尔斯克(Seversk)铀浓缩厂进行再浓缩。
法国每年约有500吨堆后铀(UF6)送至俄罗斯谢韦尔斯克设施进行再浓缩,浓缩后的UF6被送至阿海珐的罗芒工厂转化成UO2并制成燃料组件。
法国电力公司自20世纪80年代以后就在其90万千瓦级动力堆中使用这种燃料。
截止到2010年年底,法国电力公司的堆后铀库存达到2.4万吨,分布于4个场址,成为一种战略资源。
法国于1987年发起轻水堆MOX(混合氧化物)燃料计划,目标是在其所有90万千瓦级核电反应堆中使用MOX 燃料,以便尽快消耗不断增加的商业钚库存。
目前,法国电力公司共有20台90万千瓦级反应堆正在使用MOX燃料,其许可MOX装料比例为30%,但实际用量低于这个比例,这是法国电力公司的商业钚库存从1988年的不到1吨猛增至2005年50.9吨的原因之一。
2007年法国电力公司使用的MOX燃料的最高平均钚含量从7.08%提高到8.65%。
法国共建设过3座MOX燃料制造设施,目前仅剩下梅洛克斯工厂在运行,它也是目前全球唯一正在运行的商业规模MOX燃料制造设施。
该厂于1990年动工兴建,1995年投运,1997年产能达到100吨/年。
2003年该厂的许可产能从145吨/年提高到195吨/年。
截止到2008年年末,阿海珐持有30吨/年的MOX燃料出口合同,主要来自日本和德国。
2008年年底,阿海珐和法国电力公司宣布把乏燃料后处理和再循环协议延长到2040年,从而确保阿格后处理厂和梅洛克斯MOX燃料制造厂可以得到持续发展。
为此,阿海珐打算到2015年将阿格工厂的实际后处理产能提高到1500吨/年。
这使法国电力公司每年送至阿格后处理厂进行处理的乏燃料从2010年起可增加到1050吨,梅洛克斯工厂的MOX燃料年产量从100吨增加到120吨。
该协议还意味着法国电力公司将循环使用乏MOX燃料。
使用后的乏MOX燃料和乏堆后铀目前被临时贮存起来,等待未来各种条件成熟之时再进行后处理,然后在第四代核能系统中使用提取出来的钚。
新型后处理技术的开发:为第四代核能系统的工业应用做技术准备法国目前正在研究和开发3种先进的后处理流程,分别是COEX、DIAMEX-SANEX和GANEX。
其中,COEX流程已经比较成熟。
阿海珐于2007年完成“一体化再循环工厂”的设计,并计划于2020年采用COEX流程建成第三代后处理厂。
COEX流程属于第三代后处理技术,可将铀、钚(通常还有镎)共同提取出来并提取出纯铀。
DIAMEX-SANEX流程可选择性地把长寿命放射性核素(重点是镅和锔的分离)与短寿命裂变产物分开。
该流程可与COEX(在铀、钚、镎分离之后)联合使用。
铀-钚和次锕系元素可在快堆中循环使用。
GANEX流程可使钚和铀共沉淀(和COEX流程一样),然后使次锕系元素和一些镧系元素与短寿命裂变产物分离。
铀、钚和次锕系元素共同成为快堆燃料,镧系元素成为废物。
作为法国-日本-美国全球锕系元素循环国际论证计划(GACID)的一部分,这种流程从2008年起开始进行示范论证。
目前,示范工作预计已经完成,正在制造燃料元件。
从2020年起,燃料组件将被装入日本文殊快堆进行辐照测试。
为了论证这些技术的工业可行性,法国可能会建造两座中试厂。
一座可能基于COEX流程,旨在为法国原子能和替代能源委员会拟于2020年建成的第四代核能系统(快堆)制造驱动燃料。
另一座用于制造含有次锕系元素的燃料组件,以便在快堆上进行辐照测试。
法国的长远目标是到2040年左右为第四代核能系统的工业应用做好技术准备,届时阿格后处理厂将被新的一体化核燃料循环设施所取代。
技术输出:将后处理技术推向国际市场法国不仅在国内从事乏燃料后处理技术开发和应用活动,还努力将其先进的后处理技术推向国际市场。
日本的六所村商业后处理厂就是以阿格后处理厂的UP3车间为模板建造,兼顾英国和德国的一些技术,并且尽可能多地使用本国技术设备,以利于日本将来建设自己的后处理设施。
该厂的设计年处理能力为800吨,于1991年开工建设,目前正处于最后的测试阶段,预计于2013年10月正式投运。
此外,近几年来美国也对法国后处理技术表现出兴趣。
对此,阿海珐积极响应,向美国政府建议耗资两百多亿美元,采用法国的成熟技术,建设一座产能为2500吨/年的乏燃料后处理厂和一座MOX燃料制造厂。
目前,阿海珐已经与美国杜克能源公司建立联盟,准备向美国能源部提交建设MOX燃料制造厂的申请。
各国乏燃料后处理新动向英国一直坚持乏燃料后处理政策,在后处理、核废物管理与处置、核退役等方面都拥有一定的工业基础和技术。
英国的后处理厂主要在塞拉菲尔德与唐瑞这两个基地。
塞拉菲尔德是目前英国最大的核基地。
塞拉菲尔德的THORP后处理厂于1974年提出建设构想,经过20多年的努力,于1992年完工,1994年开始剪切辐照燃料试运行,1997年获得英国核设施检察局(NII)颁发的运行许可证。
据2013年1月的消息称,英国电网公司旗下的SizewellB 核电站已开始实施一项为期两年的项目,建造一座干法乏燃料贮存库,该设施将在2015年投入使用,届时该电站乏燃料贮存池达到设计容量。
从2015年起,新的干法乏燃料贮存库将贮存核电站寿期内的乏燃料,直到深地质处置设施可用。
虽然世界很多地方都在使用乏燃料干法贮存,但SizewellB是英国的第一座贮存设施,该设施预计在2035年停止运行。
日本1977年,日本运行了东海村后处理厂(TPR),目前已完成热试、位于青森县的新的后处理厂六个所,年处理能力为800吨铀,其水池贮存能力为3000吨,并能贮存从英国和法国后处理厂返回日本的放射性废物,六个所后处理厂包括乏燃料接收与贮存、首端、主工艺和废物处置与贮存车而据2013年1月7日的消息称,日本政府正在考虑为韩国、越南和其他亚洲国家后处理乏燃料棒。
日本是世界上唯一没有核武器、却拥有后处理乏燃料棒的设施、能够生产武器级钚的国家。
允许日本后处理乏燃料棒的日美双边核能协定将在2018年到期,美国可能坚持修改协议,进一步限制日本后处理能力。
俄罗斯于1976年4月投入试运行的RT1后处理厂是目前俄罗斯仍在运行的后处理厂,年处理能力为400吨/年。
2011年12月,俄罗斯新的一个乏燃料贮存设施在东西伯利亚投运,据介绍,随着乏燃料后处理设施的运行,俄罗斯核电厂95%的乏燃料都可以回到核燃料循环中。