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雷增光:我国已经实现铀浓缩自主化

2013-04-10 中国核电网 4
近期,中核集团与中石化成立合资公司,以引进外部资金加快铀矿资源开发。

在经过一年半的停顿, 中国核电建设重新启动。随着荣成的石岛湾 核电站项目的获批,红沿河 核电站和宁德核电站一期1号机组正式投入商业运行,以及田湾核电3号机组的开工,我国核电重启后进入纵深发展阶段。

未来我国核电装机容量将大幅增加,作为核电产业的前端环节,铀资源、核燃料能否充分供应?这直接关系着我国核电能力能否迈上一个新台阶。

针对我国目前铀资源开发、核燃料供应,以及其他相关核电问题,记者专访了中国核工业集团公司(以下简称“中核集团”)总工程师雷增光。

雷增光先后任中 核四○五厂总工程师、核工业理化工程研究院院长,一直从事与核燃料有关的工作。特别在铀浓缩等技术上,其取得了重大突破,并凭借相关成就获得2012年国防科技工业杰出人才奖。在其看来,实现我国铀浓缩自主化意义重大,是我国迈向核电强国不可或缺的基础条件。

铀浓缩离心机实现工业化

记者:据了解,在以您为代表的一批技术人员的努力下,我国铀浓缩离心机已经实现了工业化应用。您认为,其最大意义何在?

雷增光:如果说,我国离心机的产业化没有实现,那么核工业担忧的不光是有没有铀资源的问题。即使拥有大量的天然铀,没有离心机,也不能实现铀浓缩,生产不出核燃料元件。所以说,只有实现了离心机的工业化,才能保证核电站的平稳运行。这样,我国核电发展才能不受制于人。

记者:在核燃料的供应上,将天然铀进行浓缩,制成元件,是一大技术难题。我国铀浓缩产业的进程和目前的发展状况如何?

雷增光:现在天然铀中能利用的是铀235,只占到天然铀质量的0.7%,其余的都是铀238。像目前普遍采用的压水堆,铀的浓度要浓缩到3%-5%。因此必须通过铀同位素的分离,来提高铀同位素混合物中铀235的含量。同位素的分离是非常困难的,二次世界大战时,采用的是电磁法。目前普遍采用的是离心法,下一步的技术是激光法。

用离心法分离同位素,进行铀的浓缩,关键是铀浓缩离心机的制造。1993年,我国从俄罗斯引进第一台离心机。在陕西405厂建设铀浓缩工程时,我是副指挥长。从引进到顺利运行,这中间也经历了很多困难。2002年,我被调到天津核工业理化工程研究院担任院长,专门从事离心机的研究。当年,我国自主研制的离心机已经单机面世,接下来的问题就是如何实现工业化。我调到研究院时,面临的最重要任务就是加速离心机实现工业化的进程。经过十多年的努力,到目前为止,可以说,我国离心机已经实现了工业化应用,解决了铀浓缩离心机大批量生产和可靠性的问题。

离心机实现工业化应用,表明我国具备了核燃料生产的自主化工业能力,完全掌握了离心法铀浓缩技术,实现了铀浓缩的自主化。我国的铀浓缩能力完全能够满足核电发展的需要。

如何保证铀资源充足供应

记者:要保证核燃料充足供应,铀资源的开发一直是关键问题。目前我国的铀资源情况如何?

雷增光:我国的铀资源,跟石油储量类似,都不够丰富。铀资源丰富的地区,在加拿大、哈萨克斯坦、澳大利亚等国,以及一些非洲国家。目前为止,根据部分地质学家的说法,我国地下铀资源具有一定的储存量,并非外界传言的那般稀缺。但不得不承认,我们国家的铀矿品位与其他国家相比,存在较大差距。我曾到过加拿大的一个铀矿,矿的铀含量可以达到20%。而在我国品位差的铀矿中,铀的含量甚至只有万分之二多。所以,我国的铀矿开采,存在很大困难和挑战。因为品位低,除了开采困难,铀资源的冶炼需要付出更多人力和成本,也是需要攻关的难题。目前,铀资源市场是个开放的国际市场。我国铀矿品位低,如果开采和冶炼的技术落后,产品的成本自然高居不下,在国际上的竞争力也就弱。在先天条件不足的情况下,我们应付出更大的努力,在铀资源的寻找、开采和冶炼上下功夫。

记者:据了解,我国铀矿品位低,还存在大量的伴生矿。面对伴生矿,该如何有效开采铀资源?

雷增光:在我国,对于铀矿开采上,只有中核集团具有开采权。国家主要是从环保和管理的角度出发,避免市场混乱。既然国家赋予中核集团这个权利,中核集团就有义务保证我国各大核电站能够有充足的核燃料供应。

我国已经发现多个铀矿与煤、石油相伴生的情况,要顺利开采出这些铀资源,就需要牵涉多个利益方。在国土资源部的协调下,中核集团已经与多个煤炭、石油公司达成共识,要相互合作,一层层逐步开采资源,避免资源浪费。

因此,中核集团正在对铀矿开发的投资模式进行探索,并且有了实质性动作。近期,中核集团与中石化成立合资公司,以引进外部资金加快铀矿资源开发。从铀矿资源到开采的设备、资金,都可以由其他公司入股,目的是共同开采,实现资源的合理化利用,还能实现共赢。

同时,中核集团还在与神华集团、中国石油(8.50,-0.05,-0.58%)集团等企业就铀矿开发合作进行协商,签订了战略协议,寻求建立多元化的铀矿投资模式。

记者:解决我国铀资源储量相对较少的问题,快堆的发展被寄予厚望。因为其形成的核燃料闭合式循环,可使铀资源利用率大大提高。目前,快堆技术发展情况如何?

雷增光:快堆,是“快中子反应堆”的简称。普遍使用的压水堆主要以铀235为燃料,发生反应后,会使铀235裂变成2-3个快中子和钚239。而快堆是以钚239为燃料,钚239裂变又可将占铀大部分质量的铀238变成钚239。所以,理论上讲,快堆可以使铀的利用率提高60倍;相当于铀资源的储量增加了,也可使核废料产生量得到最大程度的降低。

前两年,我国快堆技术已经有了很大突破,但是要实现商业化难度非常大。目前来看,不仅技术需要成熟,还必须具备经济性。目前,快堆技术整体上还处于试验阶段,想要商业化发展,还需要很多年的路要走。

另一方面,要想快堆实现商业化发展,快堆的核燃料供应问题必须解决。由于快堆利用的资源,是普通压水堆使用后的乏燃料,对乏燃料进行后处理,才能生产出快堆所需要的MOX元件。如果没有对应的燃料,即使快堆技术非常成熟,也不能充分利用起来。因此,对于乏燃料进行后处理的工作,意义重大。目前,目前,我们正在开展这方面的研究。

增强核工业竞争力

记者:随着我国核电发展,“走出去”成为企业下一步的目标。依据我国核电的情况,中国核电如何才能更好地走出去?

雷增光:在核电“走出去”这一问题上,一直都是我们探讨的问题。韩国核电起步和我们差不多,但是它成功实现了“走出去”,进行了海外的项目,这很大原因在于其核工业实行举国体制。所谓举国体制,就是指以国家利益为最高目标,动员和调配全国有关力量,包括精神意志和物质资源,攻克某一项世界尖端领域或国家级特别重大项目的工作体制。

相比于美国、法国等核电强国,我国核工业基础很薄弱,增强我国核工业核心竞争力尤为重要。目前,我国多家核电企业各自发展,要想走出去,企业应该形成合力。这是中国核电走出去,迟早要面对的事情,要代表中国走出去,就必须要有自己的核电知识产权,包括核电站的设计、核燃料元件的制造等。

日前,中核集团自主研发的具备完整自主知识产权的先进压水堆核电站ACP1000通过了国家核行业权威鉴定。专家一致认为:ACP1000的技术和安全指标达到了国际上三代核电机组的同等水平,设计、建造能够完全实现自主化。目前,中核集团已完成ACP1000初步安全分析报告、初步设计,正在开展施工设计,具备今年年底开工条件。首堆目标工程设备国产化率大于85%,有利于加快推动国内装备制造水平的提高和进一步降低工程造价。

记者:作为我国核电站的主要投资方和业主,也是核电发展的技术开发主体和核燃料供应商,在发展核工业的大趋势下,中核集团要在核工业领域增加竞争力,该如何发展?

雷增光:拥有自主知识产权,对于企业的竞争力来说至关重要,这就要求企业有一个合理的长期规划。核电是个流程性的产业,涉及到原料、核安全、环境考察等方方面面的事情。比如,一个核燃料元件从设计到最后批准应用,大概需要5、6年时间,如果没有长期规划,到最后会发现,因为某一项的短板,造成整个工程无法实施。

为此,中核集团已经制定了公司发展各领域的技术路线图,涉及矿冶、核燃料、核技术应用等方面,都做了细致的安排。

再次,是对科研的投入和应用的安排。2012年达到18.5亿元,占集团公司主营业务收入的3.7%。并设立了科研回报的机制。必须要增加资金投入,才能调动职工的创造积极性。

对于科研应用,为了避免各项工作不能齐头并进,中核集团制定了10余个重大专项;并在2012年年底,提出了“龙腾工程”计划。其目的就是重点突破各个科研难题,并将科研成果有效地转入到实践工程中去。

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