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科技环境

中国媒体称中国掌握了核燃料后处理技术

近日中国官方媒体报道称,中国科学家在核研究方面取得了突破性进展,掌握了“乏燃料后处理技术”。通过这种技术的使用,可以使核电站的核废料中的铀材料不断回收,资源循环利用,只够使几十年的铀资源现在足够可以用上3000年。

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燃料棒使用之后成为有高放射性的乏燃料

中国是全球核电在建规模最大的国家之一,目前12个核电机组年发电量约10.15千兆瓦。虽然核能发电对资源的依赖性强,且其废料具有放射性。可是仍然是中国政府重点发展的能源对象,北京计划至2020年将核电产量增至40至80千兆瓦。留德核物理博士费良勇对此趋势评价道:"中国,我认为目前必须要发展核电,因为中国国土非常大,(可是)能源分配极不均匀,中国当然有许多水电站,可是水力资源是有限的,如果不用核电,就只能使用煤或者是油电,油的价格非常昂贵,而且中国的石油储量有限。如果只用煤发电的话,整个中国的污染乃至世界的污染以及温室效应,其结果是非常糟糕的。如果使用核电,那会大大减轻中国乃至世界的污染。虽然大家对核电站废料的储放感到比较难办,但是在核电站的运行当中它是非常安全的。而且(虽然)核电站的建造成本比较高,但一旦建成之后运行成本比较低,比如一个庞大的核电站,120千瓦的,那是很大了,就几个人在运作就行了,平常去看就是一个大花园。"

但是核电这种理想的低碳新型能源在生产过程中会产生大量的核废料。原料铀中的235同位素作为核燃料,需要到达临界质量才可以完成核裂变任务,产生核电。可是它在燃烧了3%到4%左右的时候就维持不了额定的临界质量,完不成裂变,只能被更换掉,这样,90%以上的铀能量就成为"乏燃料",也就是高放射性核废料。费良勇介绍说:"就像电池一样,电用完了,拿出来还是一个电池,核燃料一样的,它原来是在反应堆的燃料棒,拿出来还是一个很漂亮的燃料棒,但是人不能接近了,里面有非常强的放射性,只能用机械手来操作。"

如何有效利用有限的自然资源、更好的处理回收高放射性的乏燃料,一直是中国,也是法国、英国与俄罗斯等国家关注的棘手课题之一。

现今中国科学家们宣布的这项"乏燃料后处理技术",可以把没有燃烧完的核燃料和在铀核裂变的过程中新产生的核燃料提取出来,制成核电站发点所需要的燃料元件,做到资源循环利用。此技术可以使铀资源的利用率提高至60%以上,增加了铀资源的使用寿命。并且减少乏燃料体积,减少了核废物。 此前,只有法国、英国、俄罗斯等极少数国家掌握动力堆乏燃料后处理技术,而在核电量在2009年就占全国发电总量的22.6%的德国却没有在"乏燃料后处理技术"方面作出深入研究,德国原子反应堆安全协会的卡瓦特教授说:"这个技术的理论其实早就有,德国也曾研究其可行性,可是在研究的时候发现,如果在操作"乏燃料后处理技术"的时候出现事故,其规模究竟多大,放射面有多广,我们没有办法驾驭。停止研究"乏燃料后处理技术"也是德国政府的决定,因为在使用"乏燃料后处理技术"之后不仅仅能提炼出再使用的铀资源,还会提取出可以制造原子弹的钚239, 据说(但这和科学没有关系)德国不希望在原子弹上面做文章,所以停止了在这方面的研究。"

中国目前的核电站每年都会产生大量的乏燃料,在没有掌握"乏燃料后处理技术"之前放射废料只有一个处理办法--存起来。而这项新的技术是否会快速投入使用,中国官方目前还没有作出明确表示。

作者:文木

责编:洪沙