日前，國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（“863”計劃）重大項目中國實(shí)驗快堆工程通過(guò)科技部組織的專(zhuān)家驗收，標志著(zhù)我國核能發(fā)展“壓水堆—快堆—聚變堆”三步走發(fā)展戰略的第二步取得重大突破，也標志著(zhù)我國在第四代核電技術(shù)研發(fā)方面進(jìn)入國際先進(jìn)行列。

什么是快堆？中國實(shí)驗快堆的安全性到底如何？我國離第四代核電的應用還有多遠？近日，記者采訪(fǎng)了中國工程院院士、中國實(shí)驗快堆總工程師徐銤，中國原子能科學(xué)研究院院長(cháng)萬(wàn)鋼等專(zhuān)家。

我國的快堆安全性好

徐銤介紹，快堆是快中子反應堆的簡(jiǎn)稱(chēng)?？於咽前踩?、高效、環(huán)保的第四代反應堆技術(shù)，代表了核電未來(lái)的發(fā)展方向。

“快堆與目前全世界400多座核電站的主力堆型——熱堆的主要差別在核燃料的利用上?！毙煦澅硎?，在熱堆中，鈾-235好比煤，鈾-238好比“廢料”煤矸石。遺憾的是，自然界中鈾-235的蘊藏量?jì)H占0.66%，其余絕大部分是鈾-238，占99.2%。在快堆中，常用的核燃料是钚-239，钚-239發(fā)生裂變時(shí)放出來(lái)的快中子會(huì )被裝在反應區周?chē)拟?238吸收，又變成钚-239，從而使堆中核燃料變多，反應開(kāi)始循環(huán)持續下去，鈾資源的利用率可提高到60%—70%。這意味著(zhù)相對較貧的鈾礦有了開(kāi)采的價(jià)值?？於训牧硪粋€(gè)突出特點(diǎn)是核廢料越燒越少。熱堆反應后的剩余物的放射性仍然很強，如果直接進(jìn)行地質(zhì)處置，耗資極其驚人。而這些核廢料在快堆反應中經(jīng)過(guò)回收再利用以后，可降低放射性物質(zhì)的衰變期，可大大減少核廢物處置量。

“與前幾代核能系統比，‘快堆’的安全性好、廢料少，優(yōu)勢十分明顯。雖然我國在發(fā)展“快堆”方面比一些發(fā)達國家晚了一步，但我們在學(xué)習國外技術(shù)的基礎上進(jìn)行改進(jìn)，在管理方法、安全性上都有提高?！毙煦澱f(shuō)，由于“快堆”采用了先進(jìn)的非能動(dòng)事故余熱排出系統，日本福島核電站發(fā)生的堆芯熔化事故，在我國“快堆”身上不會(huì )發(fā)生。

我國快堆的自主研發(fā)之路

我國的快堆研究起步于上世紀60年代中期，1987年被列入國家高技術(shù)發(fā)展計劃。1995年，國家批準立項開(kāi)展快堆工程設計和建造。中國實(shí)驗快堆項目由科技部、國防科工局等部門(mén)共同支持，中國核工業(yè)集團公司組織，中國原子能科學(xué)研究院具體承擔。原子能院組織國內幾百家產(chǎn)、學(xué)、研單位參與了研發(fā)，同時(shí)與俄羅斯等國家的有關(guān)研究機構開(kāi)展了密切的國際合作，先后完成了預先研究、設計、建造、調試，試運行。

從預先研究、概念設計、初步設計、施工設計及建筑、安裝調試，徐銤和他的團隊一手締造了中國第一個(gè)“快堆”。長(cháng)達11年的建設過(guò)程中，他們先后完成設計文件5000多冊，調試技術(shù)文件600多冊，運行維保規程600多冊、各類(lèi)研究報告1200多個(gè)，開(kāi)展設計驗證近53項，調試試驗1000多項……目前，實(shí)驗室擁有16個(gè)建筑子項，建筑面積4.7萬(wàn)平方米，擁有系統200多個(gè)、設備7000多臺套。作為一個(gè)全新的重大科學(xué)工程，徐銤和他的科研團隊始終堅持自主創(chuàng )新，并加強國際合作，取得了以鈉工藝為代表的一批自主創(chuàng )新成果，申請了百余項專(zhuān)利，設備國產(chǎn)化率高達70％，為我國“快堆”發(fā)展打下了堅實(shí)的基礎。

2010年7月21日，中國實(shí)驗快堆實(shí)現首次核臨界，2011年7月22日完成40％功率并網(wǎng)發(fā)電24小時(shí)的預定目標。萬(wàn)鋼表示，通過(guò)中國實(shí)驗快堆的研發(fā)和建設，我國取得了一大批自主創(chuàng )新成果和專(zhuān)利，實(shí)現了實(shí)驗快堆的自主研究、自主建造、自主運行和自主管理，形成了完整的研發(fā)能力，培養了一批優(yōu)秀的技術(shù)人才。中國實(shí)驗快堆將為我國乃至世界的快堆技術(shù)進(jìn)步以及核能可持續發(fā)展作出重要貢獻。

快堆未來(lái)的發(fā)展目標是商業(yè)發(fā)電

“發(fā)展快堆最終的目標是進(jìn)行發(fā)電，進(jìn)行商業(yè)化應用?？於褜?shí)現產(chǎn)業(yè)化后，可以消除核燃料供應不足的后顧之憂(yōu)。還可將乏燃料中的長(cháng)壽命放射性核素燒掉并轉化為電能，將放射性危害減至最小。實(shí)現先進(jìn)閉式燃料循環(huán)體系的建立，使核能的可持續發(fā)展成為可能?！毙煦澖榻B，1995年12月，中國實(shí)驗快堆項目正式立項。此時(shí)，我國快堆發(fā)展究竟要采用何種路線(xiàn)才最符合我國國情成為關(guān)鍵問(wèn)題？經(jīng)過(guò)多年研究分析，我國決定分“三步走”：第一步，建實(shí)驗快堆，打基礎，目的是建立裝置，掌握技術(shù)，培養人才，開(kāi)展實(shí)驗；第二步，建原型快堆或示范快堆電站，實(shí)現工業(yè)應用；第三步，建大型商用堆，實(shí)現商業(yè)化推廣。

2011年7月21日上午10時(shí)，在中國實(shí)驗快堆主控室，隨著(zhù)中核集團總經(jīng)理孫勤宣布“中國實(shí)驗快堆并網(wǎng)發(fā)電成功”，由我國第一個(gè)快堆發(fā)出的電流輸向了華北電網(wǎng)。因為采取了非能動(dòng)余熱導出系統等一系列安全設計，其安全指標達到了世界第四代先進(jìn)核能系統的要求。這為我國快堆商業(yè)化應用打下了堅實(shí)基礎。

萬(wàn)鋼介紹，為了推進(jìn)我國快堆商用化進(jìn)程，打造快堆產(chǎn)業(yè)鏈，我國還成立了以中國原子能院為龍頭，50多家產(chǎn)學(xué)研單位參與的快堆產(chǎn)業(yè)化技術(shù)創(chuàng )新戰略聯(lián)盟?！　?