1月21日,俄羅斯中文網報道,俄政府批準了《2010-2015年及2020年遠景的新一代核能技術》。俄羅斯總理普京表示,俄羅斯將在研發新一代核能技術的基礎上,建設更為高效和潔凈的核電站。
俄羅斯研發快堆MOX燃料
俄羅斯國家核能公司總經理謝爾蓋·基里延科說,這指的是建設使用MOX燃料的快中子反應堆,它用1公斤鈾產生的能量是目前熱中子反應堆的100倍。MOX燃料又稱鈾钚混合氧化物燃料,使用MOX燃料的快堆可以極大地減少核廢料的產生。核電站發電使用后的燃料叫乏燃料,乏燃料中含有未被用盡的鈾和產生的钚。MOX燃料就是通過把乏燃料中含有的鈾和钚經過處理后提取出來做成的,這種做法可以大大提高天然鈾資源的利用率,從而提高核電站的經濟效益。
基里延科表示,生產MOX燃料的工廠將于2014年投產,到2019年將建成使用MOX燃料的反應堆樣機。他強調,這是一種未來技術,15至20年之后,俄羅斯將在國內外積極建設此類核電站。
俄羅斯政府批準的該計劃預算為1283億盧布(約43.1億美元),其中1104億盧布來自政府預算。最終的撥款額還需要經過俄羅斯財政部的同意。但俄羅斯戰略和技術研究中心專家安德烈·弗羅洛夫認為,1280億盧布的投資未必能完成包括建設樣機在內的所有工作。
MOX燃料與快堆
MOX燃料是一種核燃料,它包含多個可增殖的可衰變氧化物,特別是PuO2(氧化钚)與UO2(氧化鈾)的混合燃料(UO2來源廣泛,包括天然的、經過再加工的,以及核廢料當中的)。钚是一種自然界不存在的人造放射性同位素,鈾燃料在反應堆中燃耗時會產生钚。在核燃料循環中,如何有效合理地利用钚,一直是原子能和平利用的重要任務。最初利用鈾的鏈式反應生產钚是為了軍事目的,即生產核武器。但隨著高富集鈾生產技術的發展以及钚量的增加,钚除用于制備核武器外,還可以制成核燃料,用作和平目的,其中最有效的利用就是钚鈾混合氧化物燃料,即MOX燃料。MOX可以利用乏燃料中的钚。一般情況下,乏燃料中钚的含量為1%,其中2/3的物質具有放射性,钚239占50%,钚241占15%,每年全世界大約有70噸可用來生產MOX燃料的钚被當作核廢料傾倒。有統計數據表明,钚的單次循環利用可以將鈾原料的利用率提高12%,而如果將核廢料中的鈾也循環利用,那么利用率將提高22%。
快堆中常用的核燃料是钚239,而钚239發生裂變時放出來的快中子會被裝在反應區周圍的鈾238吸收,又變成钚239。這就是說,在堆中一邊消耗钚239,又一邊使鈾238轉變成新的钚239,而且新生的钚239比消耗掉的還多,從而使堆中核燃料變多,實現增殖。目前,各國發展的主要是用MOX作燃料,用液態鈉作冷卻劑的快中子增殖堆,它的倍增時間是30多年。也就是說,只要添加鈾238,每過30多年,快堆核電站就可翻一番。理論上快堆可以將鈾238、鈾235及钚239全部加以利用,并將鈾的利用率提高到60%-70%,比熱堆中的壓水堆高140倍,比重水堆高70倍以上。
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