快堆不僅可以實現燃料的增殖,還能處理熱堆產生的長壽命高放射性廢物,所以也被人稱作“夢之反應堆”
上世紀70年代,因為核電大發展導致鈾礦價格節節攀升直至供不應求,快堆可以將熱堆不可利用的鈾238轉化為钚239繼續燃燒而受到重視,增殖反應堆的名號也一炮而紅。
但是后來,考慮到钚239作為核武原料存在擴散風險,快堆出現了一個重要的設計分支——不加入增殖燃料組件,只專門用于嬗變長壽命高放的次錒系元素。
比如鈾钚混合的金屬燃料、碳化物燃料、氮化物燃料等,在無钚可用的情況下開云電競官方網開云電競官方網,高富集度的鈾235同樣可以作為快堆燃料。
因為全球快堆的總運行時長只有400堆年,且大部分是由研究堆和實驗堆積累下來的,商運經驗非常匱乏。
1995年12月8日文殊快堆因為一根測溫配管金屬疲勞斷裂導致二回路液態鈉泄漏并引發火災。最終統計得出的鈉泄漏量為700kg,而且2/3得到了回收,剩余部分因為通風系統擴散到其他廠房。
本次事故造成的影響僅限于廠內,原本可以更小,但是因為報警觸發后,停機響應滯后導致了鈉泄漏量的增加,加上通風系統沒有及時停運造成鈉和其他腐蝕產物擴散至多個廠房,增加了后續清理的難度。
不過吃一塹長一智,技術在創新的路上總要趟幾個坑,這次事故為快堆的設計改進提供很多寶貴經驗,日本也沒有因此放棄文殊(雖然最最最后還是關閉了)。
這層共識就是國際核能論壇(GIF,Generation IV International Forum)在思考和回顧了100多個概念設計后,最終確定了六個四代堆型中,快堆占了三個。
在涉及堆芯熔毀等重大事故風險問題上,快堆的固有安全性要明顯優于目前在運和在建的壓水堆核電技術。只是由于快堆運行堆年數過少,沒有足夠的數據支撐快堆是安全的這個觀點。
它將影響整個核燃料循環體系的結構,所以在考慮快堆經濟性時,需要囊括燃料的處置成本、后處理配套設施建設成本,放射性廢物的處理成本等。
但是隨著天然鈾價格上漲和后處理技術水平的的進步,快堆核燃料循環的經濟性就會逐漸超越壓水堆“一次通過”的循壞費用。
報告總結了法國原子能與可替代能源委員會(CEA)、日本原子能研究與開發機構(JAEA)和美國阿貢國家實驗室(ANL)的專家對各種快堆設計、概念的評估結論。
期望在21世紀30年代之前,至少有兩類非輕水型先進堆能通過運行完成安全性和經濟性方面的示范。
鈉冷快堆已經具有大量的技術開發基礎,而且對鈉冷快堆在工業部署之前存在的挑戰也具有了清晰的認識。大多數鈉冷快堆技術已經足夠成熟,可以開始商業示范。接下來的任務會集中在燃料和結構材料的再驗證、準備充足的啟動用裂變材料(即后處理要跟上)、如何改善經濟性、擴大反應堆規模等方面,部分是需要示范快堆支持的。
原型堆BN-350:1972年投入運行,設計壽命20年,實際運行27年于1999年關閉退役;
研究堆BN-800:2014年投入運行,裝機容量864MWe,為新型燃料組件及更大功率快堆提供研究數據
在眾多“十三五”規劃中,大家最為關注的還是《電力發展 “十三五”規劃》,尤其是核電“5800”和“8800”兩個數字,大家每年都惦記著。
值得一提的是,核技術創新從“十二五”的一個行動子項提升為“十三五”的五個大類之一,CFR600示范快堆開工建設是其中示范試驗類的重點任務之一。
而小型堆、浮動堆、行波堆、供熱堆、數字化儀控開云電競官方、核燃料關鍵材料這些技術創新工作均有不同程度的進展,這也是核電發展正在從量向質轉變的重要證據。
2015年,也就是文殊快堆因為管道鈉泄漏事故閑置的20年之后,準備重啟快堆的日本原子能機構(JAEA)收到來自日本原子能規制廳(NRA)的一份“警告”。
警告的內容大致為:經過檢查,NRA認為JAEA在運營文殊快堆過程中違反了設備功能失常和文件管理失當等七個實例,如果無法找到另一個實體來接管文殊快堆,那么快堆就將被關閉。
1971年,由于國家建設需要,與快堆研究課題有關的科研人員舉家從北京搬遷到四川夾江,快堆發展一時陷入困境,原本300余人的快堆隊伍在短短一年內只剩下100多人……
再想想英國為什么要和中法合作建設核電站,在中國建設的AP1000和EPR工程進度為何能夠領先甚至超越......
示范快堆的開工更像完成一種傳承,或許只需要短短幾年,某個核技術領域就有可能出現人才斷層,而現在,快堆精神正由老一輩科研工作者過渡到年輕的一線工人身上。
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