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中国核燃料研究获突破 再次开创了全球历史先河!

标签:资源 利用 循 利用率 裂变  日期:2017-12-11 08:46
由该院近代物理研究所原创提出的全新加速器驱动先进核能系统,可将铀资源利用率由目前技术的“,在当天的发布会上,是解决未来能源供应,核裂变能可持续发展必须解决核燃料的利用

记者从中国科学院今天举行的新闻发布会上获悉,由该院近代物理研究所原创提出的全新加速器驱动先进核能系统,可将铀资源利用率由目前技术的“不到1%”提高到“超过95%”,处理后核废料量不到乏燃料的4%,放射寿命由数十万年缩短到约500年。这些为探索更高效、更安全的核燃料循环体系奠定了基础,有望使核裂变能成为近万年可持续、安全、清洁的战略能源。

在当天的发布会上,中科院近代物理研究所副所长徐瑚珊研究员表示,发展清洁、高效、安全、可靠的核裂变能,是解决未来能源供应、保障我国经济社会可持续发展的战略选择。然而,核裂变能可持续发展必须解决核燃料的利用效率和乏燃料的安全处理处置问题,这是国际核能界面临的共同挑战。

徐瑚珊说,2011年中科院启动了战略性先导科技专项(A类)“未来先进核裂变能-ADS(加速器驱动次临界系统)嬗变系统”,经过6年多的不懈努力和奋力攻关,该专项从零开始,突破了一些关键核心技术并部分引领国际发展。在认识到传统的ADS方案在经济性上缺乏竞争力且技术挑战巨大之后,该专项原创地提出了“加速器驱动先进核能系统”全新概念,并已通过大规模并行计算模拟研究证明了其原理上的可行性,完成了一系列实验室模拟原理验证实验并取得了突破性进展。

他说,中国科学家提出的“加速器驱动先进核能系统”变国际上“分离-嬗变”策略的“精耕细作、吃细粮”为“吃粗粮且吃干榨净”,将为全人类和平利用核能贡献源自中国的原始创新。

在中国核燃料研究获突破以前,天然铀资源利用率是多少?

被利用裂变释能的原子数占总消耗原子数比例,就是天然铀的资源利用率。以一个百万千瓦级压水堆核电机组为例,假定容量因子65%,铀浓缩厂尾料铀-235富集度为2.5%,初始堆芯装料需低浓铀约80吨,约需400吨天然铀富集而成;年换料需用155吨天然铀富集成约22吨低浓铀。60年寿命共需天然铀约9545吨。按1个铀-235原子裂变释放195Mev可利用能量计算,60年发电需5.65吨铀原子裂变,资源利用率为0.59%。如果实行铀钚再循环,乏燃料中的铀钚回收复用,可节省1/4到1/3的天然铀,资源利用率提高到0.79%~0.89%。由于计算不确定性较大,一般粗略地说约1%。

对快中子堆来说,从理论上说,不考虑燃料循环过程的损耗,是可以把所有铀原子都裂变利用的,资源利用率为百分之百。但按目前燃料循环过程中各环节的加工损耗水平估算,资源利用率为60%左右。快中子堆的资源利用率是一次利用循环压水堆的100倍,是铀钚再循环压水堆的60倍左右。

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