我国核技术获重大突破 现有铀资源够用3000年

　　3000年！中国铀资源延寿60倍

　　中国核技术获重大突破 24年技术攻关实现乏燃料回收，现有铀资源够用3000年

　　早报讯 据央视新闻联播报道，经过24年的自主科技攻关，我国科学家近日在核研究上取得了重大技术突破，实现了核动力堆中燃烧后的核燃料铀和钚材料回收，使得铀利用率将提升60倍，意味着在现有核电规模下，我国已经探明的铀资源从大约只能使用50到70年变成了足够用上3000年。 

　　这项技术的专业名称叫“动力堆乏燃料后处理技术”。核电站中经过燃烧更换下来的燃料组件中还有96%到97%的铀没被使用过，乏燃料后处理就是要把这些铀提取出来，再制作成全新的核燃料产品。 

　　中国24年后终获话语权

　　中核集团后处理中试工程总工程师王健介绍称，核电站发电是通过铀等核燃料在核反应堆中发生裂变反应放出能量。如同火力发电站要不断加煤，当核燃料维持不了一定的功率的时候也需要更换，这些被换下来的核燃料组件就叫做乏燃料。通俗地说，乏燃料类似于火力发电站中的“煤渣”，但是它又绝对不是煤渣，而是大宝贝。因为之前的核电技术下核燃料都只燃烧了3%到4%，仍然含有高达96%左右的没有用过的铀和燃烧过程中新产生的核燃料。 

　　这时就需要把核燃料进行后处理，也就是通过一系列的化学过程，把核电站没有燃烧完的核燃料和新产生的核燃料提取出来，再把这个燃料制成核电站发电所需要的燃料元件。 

　　循环利用的原理听起来简单，操作起来却异常艰难。如何对这些有极强核辐射、对人体有致命伤害的元器件进行剪切、分离、提取、提纯等，每一步都是难题。我国科学家经过24年的钻研反复试验终于突破了全套技术。 

　　中国核工业集团总经理孙勤表示：“掌握了这个技术以后，现在国际上在核燃料这个工业里面，我们是极少数几个能够形成核燃料循环的国家之一。我们将能够既有话语权，甚至还能起到一定的引导作用。” 

　　中核集团：“争气技术”

　　中国是全球核电在建规模最大的国家，截至2010年9月底，国务院已核准34台核电机组，装机容量3692万千瓦，其中已开工在建机组达25台、2773万千瓦。初步推测，到2020年我国投入运行的核电装机容量将达到7000万千瓦。通常每台百万千瓦级核电机组每年可卸出25吨乏燃料，70台机组一年要产生1750吨乏燃料。再加上之前的累积，到2020年我国乏燃料累积存量将超过10000吨。

　　在没有掌握后处理技术之前乏燃料只有一个处理办法——存起来。乏燃料只能存在特殊的深水池里，水池里的水经过特殊处理，可以屏蔽核辐射。根据乏燃料组件的不同，水深从几米到十几米不等。但这样的储存具有安全隐患，乏燃料组件放射性很强，衰变时间也非常长，其放射性降低到天然铀矿水平所用时间长则达210万年，短的也有近500年，而且长期储存费用相当高。而法国、英国、俄罗斯等少数掌握这一核心技术体系的国家，都对外严格保密。 

　　中核集团后处理中试工程总工程师王健说：“早前咱们把原子弹叫争气弹，动力堆乏燃料后处理技术也是这么一个道理。” 

　　此次研发成功，使中国成为全世界第八个掌握核电乏燃料后处理技术和快堆技术的国家，在此之前，已有美国、英国、法国、比利时、印度、德国和日本先后掌握了该项技术。

　　落后印度或约20年

　　值得一提的是，同为发展中国家的印度，早在上世纪60年代中期就掌握了这项技术，掌握该技术的时间甚至早于德国和日本。

　　印度在上世纪50年代就开始乏燃料后处理技术的研究，现有3座规模不大的后处理厂在运行。2007年印度开始建设实验快堆乏燃料后处理厂，计划在2012年建设快堆乏燃料商用后处理厂。

　　据中核集团规划发展部主任曹述栋介绍，作为核电界的后来者，印度自身的铀储量少、品位低，在发展核电的过程中还受到了多方面制约，因此极为重视后处理厂和快堆建设，很早就制定了清晰的核能发展战略，即便在1974年，由于拒绝在《核不扩散条约》上签字的印度进行首次核武试验遭到了西方的核贸易禁运后，该国依然未放弃在民用核能方面的技术探索。

　　一位不愿透露姓名的核能专家则表示，在核能工业上，尽管近几年中国作出了艰苦的努力，但“冰冻三尺非一日之寒”，几十年下来，中国在快堆和燃料循环技术方面已经大大落后于印度，“可能落后印度20到25年”。

　　◎ 24年攻关路

　　中国核燃料循环

　　“最薄弱环节”

　　早报讯 甘肃的茫茫戈壁滩深处有一座小白楼，这就是中国核工业集团404厂，1986年我国确定的唯一一座进行动力堆乏燃料后处理的研究基地。24年间，我国科学家就是在这里，自主设计、自主建设、自主调试、自主研发。

　　“乏燃料后处理/再循环是我国核燃料循环中最薄弱的环节。”中国原子能科学研究院科技委副主任顾忠茂说，“从上个世纪70年代一直到90年代中期，国家对后处理的支持是很有限的。很多技术人员就是在那个时候转型去做洗发水、不干胶了。”

　　上世纪七八十年代是中国核能的“停滞期”，决策层对待商业核电站的态度，一会儿主张依赖进口，一会儿又希望依靠自主研发，在国家层面上，既缺乏投入，也缺乏一个可资长期遵循的发展战略。中核集团规划发展部主任曹述栋在一次谈话中也提到，我国核工业水平曾一度达到了国际先进水平，但在“军转民”后，核电技术的发展开始落后于世界。不过，从上个世纪90年代中期开始，我国逐年增加了这方面的投入，使得百废待兴的核燃料后处理事业出现了转机。

铀资源可用3千年说法无意义 技术落后印度20年

　　中国核技术被“跃进”

　　—— “铀资源可用3000年”没有实际意义

　　中国的乏燃料后处理技术还处于落后阶段，不要说跟技术先进的法国和英国比，我们比邻国印度还要落后二十年

　　《瞭望东方周刊》记者张瑜 | 北京报道

　　2010年12月21日，中核集团的网站上出现了一条不起眼的短讯：“中国第一座动力堆乏燃料后处理中间试验工厂中核404中试工程热调试取得成功。”

　　对于业内人士来讲，这只是一个普通的消息。几天后，经过媒体连番报道，它被解读成了2010年最重大的新闻之一：核技术取得重大突破，核燃料效率猛增60倍，中国铀资源够用3000年。

　　中国是全球核电站在建规模最大的国家，核电爆发式增长对中国铀资源形成极大考验。据目前已公布的权威信息，截至2010年9月，国务院核准34台核电机组，装机容量3692万千瓦。另据正待国务院批准的《新兴能源产业发展规划》，2020年核电装机容量将在8000万千瓦左右。就全球而言，天然铀更处于供不应求状态。

　　在此背景下，“可用3000年”的消息及时、给力，如一颗炸弹，首先在股市上激起波澜。1月5日，核电板块暴涨，中核科技(000777.SZ)、沃尔核材(002130.SZ)先后涨停。在央视1月3日报道的第二天，从事海外铀资源开发的中核国际(02302.HK)逆市急跌12.7%。

　　真相是什么呢？

　　“我国自主设计和建设的乏燃料后处理中试厂，20多年来经历了许多磨难，克服了一个又一个困难，终于取得了今天热调试的成功，离正式运行又近了一步。无疑这极大地鼓舞了国内后处理技术研发队伍的士气，中试工程的同志们所取得的这一重要进展值得庆贺，他们奋发图强、艰苦奋斗的创业精神值得弘扬。但是，必须清醒地认识到，即使今后几年内中试厂运转起来了，也还不是一个商业化的乏燃料后处理厂，而是为设计、建造商用后处理厂提供必要的设计依据和运行经验。”中国原子能研究院研究员顾忠茂对《瞭望东方周刊》表示。

　　“自主研发的每一步进展都是意义重大的，这有助于我们加快核燃料循环工业体系的建设，但应该看到，中国的后处理技术总体上还处于落后阶段。不要说跟技术先进的法国、英国和日本比，我们比邻国印度还要落后二十年。”顾忠茂说。

　　乏燃料后处理的核心是铀钚分离，之后还要经MOX(铀钚混合氧化物)燃料制造，并供应给快堆燃烧并增殖燃料，快堆乏燃料再进行后处理和快堆燃料制造。如此循环多次，才能使得核燃料得到更加充分的利用，同时使核废物的辐射强度大幅减弱。这被称为核燃料的闭式循环。

　　“目前，中国的核燃料循环前段(包括铀矿勘探、采冶、提纯、铀转化、铀浓缩、燃料制造)已经形成工业能力，当然其规模尚待扩大，技术水平尚待进一步提高，以满足国内核电快速发展的需要；我国核燃料循环后段尚未形成工业能力，我们没有压水堆乏燃料后处理厂，也还没掌握MOX燃料制造技术和工厂，快堆乏燃料后处理研究尚未正式开始。”顾忠茂说。

　　万里长征一小步

　　当核电站的核燃料维持不了一定的功率时，就需要更换，被换下来的燃料组件被称作乏燃料。但这并非“废料”，因为其中仍含有超过95%的铀，燃烧过程中还通过核反应产生了钚等新元素，其中，钚可作为核燃料和核武器的材料。

　　对于乏燃料的处理有两种方式，一是“一次通过”，即不加后处理直接填埋；二是“闭式循环”，即回收有用元素再循环利用。

　　通过后处理技术将铀和钚提取分离出来，回收再使用可大幅提高核燃料的利用率。

　　早在上世纪60年代中期，中国就成功开发了军用后处理技术，并建成和运用了后处理厂，其分离工艺技术水平与当时的国际水平相当。随着后来军用后处理厂停产，后处理技术研发陷入停滞期。1986年，曾参与中国原子弹制造的中核404厂开始“军转民”，被确定为乏燃料后处理基地。

　　“404中试厂的技术还不是很先进，一些关键的设备包括剪切机、溶解器，后处理钚尾端的关键设备，一些远距离维修技术，自控技术等都还比较落后。但是我们毕竟自己搞出来了，具有了改进和发展的基础。”顾忠茂介绍说。

　　据悉，在完成国家规定的50吨乏燃料处理任务后，中试厂将进行改扩建，形成年处理80吨的能力。当然，这个过程还需要好几年。

　　随着中国核电产业的爆发式发展，乏燃料后处理的研究日益受到重视，并被列入了国家科技16个重大专项之一《大型先进压水堆和高温气冷堆核电站重大专项》中，并为后处理技术单列出了70多亿元的经费，以建成一个更先进的后处理厂。

　　“我们还得经过10年努力，到2020年完成这个重大专项的研究开发任务。那时，工艺可以更先进，设备和自控能力都将大幅提高。”顾忠茂介绍说。

　　中国原子能研究院承担的是后处理的主工艺研发。而工艺是一个后处理厂的灵魂。工艺的改进意味着整个流程更短、效率更高且更安全。先进的工艺可以使厂房变小，投资成本降低，相关的设备也会更加先进。

　　为引进争得谈判筹码

　　在自主研发的同时，中国和法国也一直就后处理大厂的技术引进和合作进行谈判。

　　在2008年的中国国际核工业展上，法国原子能委员会主席阿兰·毕加披露了中法合作细节：中法在合作建设一座价值150亿欧元的乏燃料后处理和循环再利用工厂问题上已经成立了联合工作组，总体进程顺利。尚未解决的问题只有两个：一是选择哪种最佳技术方案；二是国际保障、监督的实施方式。

　　实际上，最大的障碍似乎还是引进的代价。

　　“法国给我们开出了天价，堪比一个三峡工程。”中核集团一位内部人士告诉《瞭望东方周刊》。

　　这个“天价”与阿兰·毕加透露的150亿欧元也有差距，为200亿欧元，而后处理大厂的年处理能力为800吨。相比之下，法国为美国曾经考虑(奥巴马上台后，美国停止了后处理厂建设计划)开建的年处理能力为2500吨的后处理厂开出的价码仅为120亿美元，如果包括一个MOX厂，则为160亿美元。

　　“从800吨到2500吨，成本约增加50%，算起来法国给中美之间的价格也相差两倍。”一位知情人士表示。

　　造成这种差价的原因是美国在后处理方面有深厚的技术基础。美国是最早建成军用和商用后处理厂的国家，在上世纪70年代初建成了处理能力为1500吨/年的商用后处理厂。基于卡特政府的不扩散核能政策，美国于1977年决定采用“一次通过”循环方式，故该后处理厂建成后未投入运行。

　　然而，美国的商用后处理厂虽叫停，后处理技术的研发却并未停止。这使得美国在谈判中掌握了较大的话语权。

　　“在技术引进的谈判中我们要掌握话语权，就必须有一定的技术基础。这次404中试厂的热调试成功为我们在谈判中加上了一枚筹码，等到未来中试厂正式运转起来，我们的议价能力会更强。”顾忠茂告诉本刊记者。

　　前国家能源局局长张国宝曾表示，在乏燃料后处理方面，做好专项科研是实现“以我为主，中外合作”建设商业化后处理大厂的重要支撑，必须自主掌握建设后处理大厂核心技术。因此，后处理重大专项也是中国核工业为自己打造的一枚谈判利器。

　　在引进谈不拢的情况下，中核集团有了第二个方案，即自建一个年处理能力为200吨或400吨的厂。“用重大专项的科研成果肯定来不及了，所以中核很有可能是在404中试厂的技术基础上来做，适当放大几倍还是有可能的。”顾忠茂表示。

　　顾忠茂对于全盘引进并不赞同。“把全盘引进变成关键设备引进，成本就可以降低很多，因为引进关键设备的话时间可以加快，我们也能掌握主动权。”

　　“3000年”之辩

　　中央电视台在对热调试成功这一后处理技术进展报道时，作出了这样的推算：实现了核动力堆中燃烧后的核燃料的铀、钚材料回收，如果能将钚材料在动力堆上实现循环利用，这意味着在现有核电规模下，中国已经探明的铀资源从大约只能使用50到70年，变成了足够用3000年。

　　乏燃料经过后处理，如果应用于中国目前已经运行和在建的主力堆型压水堆，核燃料的利用率只能提高约20%?30%，如果放入快堆中并经过多次(12?18次)循环，则可以提高60?70倍。问题是，直到2010年7月，中国实验快堆刚刚达到首次临界，距离商用起码还需要20多年的努力。

　　“许多人看到这个数字后都打电话过来询问原委，其中还包括国土资源部的人。”一位中核集团内部人士告诉本刊记者。

　　这个消息也引发了核电股的小动荡。1月5日，中核集团旗下的中核科技(000777.SZ)率先涨停，紧接着沃尔核材(002130.SZ)也快速跟进涨停。至收盘时，核电指数大涨1.32%，板块内江苏神通(002438.SZ)、自仪股份(600848.SH)、兰太实业(600328.SH)这三个核电设备制造概念股涨幅也都逾6%。监测数据显示，共有5.44亿元主力资金净流入核电板块，其中，两只涨停股中核科技和沃尔核材分别获得3.18亿元和1.4亿元资金净流入。

　　有趣的是，1月3日央视播报这一新闻之后的第二天，中核集团旗下另一上市公司，从事海外铀资源开发的中核国际(02302.HK)立即逆市急跌12.7%。

　　“如果消息说国内的铀都用不完了，那投资者对中核国际的预期一定大受影响。”国金证券分析师张帅说。

　　铀矿石含有各种成分，其中铀235可用作热堆电站(如压水堆)发电，但铀矿石里的铀-235富集度仅为0. 714%。在全球范围内来说，经济可开采的铀资源不是无限的。

　　核电专家张禄庆分析说，全世界投运的430多座核电反应堆，运行一年需消耗约65500 吨天然铀。而2008年全世界铀矿山一共供应了43760吨天然铀。来自世界核学会的统计， 2009年美、法、日、俄、韩和德6个国家核电厂耗铀总计达48203吨。这就是说， 2008年全球铀矿山的总产量还不够这6国之用。

　　2011年11月22日(星期二)国务院新闻办发表《中国应对气候变化的政策与行动(2011)》白皮书，并于10时举行发布会，请国家发展和改革委员会副主任解振华介绍中国政府应对气候变化有关情况，阐述国际谈判基本立场，并答记者问。

　　解振华：现在之所以出现气候变化的问题，主要还是发达国家在他们工业化、城市化过程中对这个问题没有认识，无约束的排放造成的。所以中国作为发展中国家，要发挥自己的后发优势，我们不能够再走发达国家在工业化、城市化过程中所犯过的错误，所以我们要在发展的同时，也就是在增加排放的同时有效地控制增速，我们不会到人均GDP四万美金的时候再出现峰值，我想中国从“十五”、“十一五”、“十二五”都提出了节能、提高能效、发展可再生能源、增加森林碳汇等措施，目的就是来改变这种状况。

　　解振华：我们在人均GDP四千美金左右的时候就采取积极的措施，应该说还是取得了比较显著的成效，这一点国际社会给予了我们充分的肯定和评价。但是中国能源还是以煤为主，大体上占70%—80%，所以我们也在积极地调整能源结构，大力发展非化石能源，比如发展核电，中国现在在建的核电规模在世界上是第一位的，我们在积极发展可再生能源，发展水电，水电的装机容量在世界上也是第一。我们在发展风电，风电现在在建规模是世界第二。

　　记者：第一个问题，中国对这次德班会议的期待和预期是什么？中国将如何积极地推进谈判的进行？第二个问题，刚才解主任提到中国核电的在建规模是世界第一，日本核泄漏事故之后中国的核电规模有没有进行调整，能不能详细介绍一下规模是怎样的，今后将如何保证核电的安全实施？谢谢。

　　解振华：关于中国对德班会议的预期，我们还是希望这次德班会议在现有的气候变化框架之下能够取得积极进展，取得全面的、均衡的进展。首先，我们希望对京都议定书的第二承诺期做出明确决定，要坚持第二承诺期，而且没有参加议定书的发达国家要做出有可比性的承诺。发展中国家也应采取积极的、适合本国国情的减缓行动。在适应、资金、技术转让、森林、能力建设等方面，建立机制，取得积极进展。

　　解振华：中国政府在应对气候变化的整个进程中，我们始终会继续发挥积极、建设性的作用，推动整个的进程。

　　关于核电的发展，福岛核电站核事故之后，各国核电发展计划都受到了一些影响，中国发展核电的决心是不会改变的，针对这次福岛的核事故，我们对自己的核电发展规划从安全的角度再进一步完善措施，确保在安全的情况下继续发展核电。