俄羅斯將“最先”實(shí)現(xiàn)核燃料“閉環(huán)”

據(jù)《世界核新聞》2月27日報(bào)道，俄羅斯國家原子能公司（Rosatom）總經(jīng)理阿列克謝o利哈喬夫向普京總統(tǒng)報(bào)告國家核"創(chuàng)新"，通過鉛冷快堆實(shí)現(xiàn)核燃料"閉路循環(huán)"的進(jìn)展。

根據(jù)克里姆林宮發(fā)布的會議記錄，2月27日，普京單獨(dú)接見阿列克謝o利哈喬夫（Alexey Likhachov），聽取核能"創(chuàng)新"匯報(bào)。利哈喬夫原任俄羅斯經(jīng)濟(jì)發(fā)展與貿(mào)易部原副部長，普京總統(tǒng)任命謝爾蓋o基里連科為總統(tǒng)辦公廳副主任后，接任此職。普京總統(tǒng)最關(guān)心俄羅斯核動(dòng)力破冰船隊(duì)問題。利哈喬夫描述了Rosatom對北部地區(qū)原材料運(yùn)輸增加的預(yù)期，以及用其他線路，包括蘇伊士運(yùn)河等海運(yùn)航線，調(diào)整貨運(yùn)的可能性，重點(diǎn)說明"突破"項(xiàng)目：實(shí)驗(yàn)性BREST-300型核能系統(tǒng)的創(chuàng)新。

近年來，在核能技術(shù)出口上，俄羅斯是世界的最大"贏家"。到世界各地去建核電站，是俄羅斯最亮麗的"名片"。利哈喬夫說，"盡管競爭激烈，但我們在海外建設(shè)的機(jī)組數(shù)量比其他所有國家都多"。對此，中國人可以作證，因?yàn)閮H中國從俄羅斯購買的核電裝機(jī)"容量"就達(dá)400萬千瓦以上。按照權(quán)威人士的說法，出口一臺百萬千瓦的核電機(jī)組，相當(dāng)于出口200架大型客機(jī)。要用價(jià)值千億的日常生活用品做"補(bǔ)償貿(mào)易"，所需車皮和貨船難于數(shù)計(jì)。普京總統(tǒng)接見原子能公司總經(jīng)理，關(guān)心海陸運(yùn)輸，不是為競選總統(tǒng)"拉選票"。

對于所有發(fā)展核電的大國，核燃料"閉路循環(huán)"都是"重中之重"。道路不同，成效不明，還處在"膠著"狀態(tài)。核燃料，誰都愿意多次"再循環(huán)"，"吃干炸凈"。此中沒有"意識形態(tài)"上的分野，純粹是"技術(shù)可能"和"經(jīng)濟(jì)劃算"的分析和判斷。比爾o蓋茨與中國共建"行波堆"型核電站，明確核燃料"一次通過"，也是技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上的考慮。"防止核擴(kuò)散"屬政治范疇，核能專家認(rèn)識有分歧，因?yàn)橹两襁€沒有通過引進(jìn)核發(fā)電裝置開發(fā)出核武器的先例。

俄羅斯一直在開發(fā)"雙層"核動(dòng)力裝置，即用快堆"補(bǔ)充"傳統(tǒng)的VVER型壓水（熱）堆。利哈喬夫說，"我們是唯一有商業(yè)上使用這種反應(yīng)堆經(jīng)驗(yàn)的公司。我們在斯維爾德洛夫斯克地區(qū)（Sverdlovsk）的別洛雅爾斯克（Beloyarsk）核電廠有BN-600和BN-800兩個(gè)機(jī)型的鈉冷快堆。但早在2016年就在新西伯利亞托木斯克地區(qū)的塞沃斯克（Seversk）啟動(dòng)了突破（Proryv）項(xiàng)目，正在建造實(shí)驗(yàn)性的BREST-300型核電機(jī)組、核燃料生產(chǎn)和乏燃料再循環(huán)模塊"。"轉(zhuǎn)向"鉛冷快堆技術(shù)，"專注全新領(lǐng)域的原因"，因?yàn)镽osatom"感到競爭在加劇"，"我們的合作伙伴、朋友和競爭對手遲早會獲得這項(xiàng)技術(shù)。"

俄羅斯一直在開發(fā)兩種快堆技術(shù)，最有經(jīng)驗(yàn)的是鈉冷快堆，但還不是"第四代"核能系統(tǒng)。鉛冷快堆是俄羅斯自己開發(fā)的"獨(dú)特"技術(shù)，是世界公認(rèn)的"第四代"核能系統(tǒng)。兩種堆型發(fā)展存在競爭；即使鉛冷快堆"路線"，也存在"鉛-鉍合金"和"純鉛"冷卻之爭。最早說先建一臺鉛-鉍合金冷卻的模塊式SVBR-75/100型，2017年在新沃洛涅什建成發(fā)電。后來改為純鉛冷卻方案。

利哈喬夫說，"核燃料閉路循環(huán)，熱堆和快堆技術(shù)相結(jié)合，能反復(fù)不斷地利用核燃料廢物"，BREST-300型反應(yīng)堆"突破"項(xiàng)目有三大特點(diǎn)：

●快堆發(fā)生事故的風(fēng)險(xiǎn)低得多，因而"安全"級高得多；

●核燃料再利用"使我們的資源幾乎是無限的"，"換句話說，現(xiàn)有的鈾足夠我們用幾千年"；

●核廢物儲存的成本非常昂貴，俄羅斯能把放射性核廢物減少到"幾乎為零"，"有個(gè)所謂的等價(jià)交換原則。像所有天然資源的一樣，開采鈾礦的放射性與返還（處置）時(shí)的當(dāng)量相同"。

Rosatom還想超越"中試"項(xiàng)目，使"突破"推進(jìn)到商用規(guī)模。利哈喬夫說，"我們想在世界各地建造快堆，首先要在俄羅斯建造這樣的商用堆，機(jī)組容量至少1200MWe"。公司已經(jīng)向政府提交提案，希望能在2020年使第一個(gè)1200MWe的快堆加入國家能源系統(tǒng)。他補(bǔ)充說，"以后，我們就能向全世界的合作伙伴和其他國家，不僅僅提供標(biāo)準(zhǔn)的水冷、水慢化反應(yīng)堆，而是整個(gè)商用能源綜合設(shè)施"。

俄羅斯走鉛冷快堆路線，實(shí)現(xiàn)核燃料閉環(huán)的目標(biāo)，純鉛"代替"鉛-鉍是新技術(shù)。俄羅斯科研基礎(chǔ)深厚，有充分的技術(shù)準(zhǔn)備，風(fēng)險(xiǎn)不大。前端技術(shù)上沒有障礙，鉛冷核動(dòng)力潛艇是成功的標(biāo)志。后端改用高溫化學(xué)工藝、金屬氮化物燃料，沒有核擴(kuò)散的"口實(shí)"，俄羅斯已經(jīng)技術(shù)上走"通"了。需要驗(yàn)證的是"經(jīng)濟(jì)"成本。

俄羅斯通過鉛冷快堆系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)核燃料閉環(huán)，是國際公認(rèn)的第四代核能技術(shù)路線，但何時(shí)取得成功，取決于俄羅斯"經(jīng)濟(jì)"和核電"經(jīng)濟(jì)"。沒有錢，什么都辦不成。利哈喬夫說，過去6年Rosatom投資大約增加了20%，而國家預(yù)算內(nèi)的籌資份額從40%下降到24%。"公司將資金投放到新產(chǎn)品，當(dāng)然，也投資于建設(shè)核電廠"?，F(xiàn)在俄羅斯核電出口成了俄羅斯經(jīng)濟(jì)的支柱，"突破"項(xiàng)目，建設(shè)資金問題不大，再"推進(jìn)"到商用規(guī)模（1200MWe）也是有可能的。資金及時(shí)到位，2025年前建成中試規(guī)模的BREST-300，是有可能的。

競爭無處不在。據(jù)2月22日美國西屋公司網(wǎng)站報(bào)道，它們已與意大利國家新技術(shù)、能源和可持續(xù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展機(jī)構(gòu)（ENEA）和安薩爾多核能公司簽署開發(fā)鉛冷卻快堆技術(shù)的合作協(xié)議。意大利的這兩家是歐盟原子能共同體開發(fā)ELSY-鉛冷系統(tǒng)的"積極"分子和"骨干"成員。它們稱"鉛冷快堆是改變清潔能源行業(yè)游戲規(guī)則的技術(shù)"，"在全球能源市場上，LFR技術(shù)在安全性和經(jīng)濟(jì)競爭力兩方面具有優(yōu)勢"。所以，在今后的5-10年間，鉛冷快堆開發(fā)存在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的激烈競爭。

"突破"項(xiàng)目資料

項(xiàng)目名稱：中試能源綜合設(shè)施，ODEK

項(xiàng)目位置：新西伯利亞，托木斯克地區(qū)，塞沃斯克（Seversk）原子城

項(xiàng)目管理：Rosatom→TVEL→SCC

項(xiàng)目構(gòu)成：

●BREST-OD-300型鉛冷快堆核電機(jī)組：2017年開工，18年續(xù)建，2022年試運(yùn)行。俄羅斯電力工程研究設(shè)計(jì)院NIKIET設(shè)計(jì)。

●乏燃料后處理模塊：高溫冶金工藝，2022年建成。計(jì)劃2021年處理幾十噸核電廠的乏核燃料

●核燃料加工模塊：燃料加工設(shè)備已交貨，燒結(jié)爐采用ECM技術(shù)，俄羅斯Sosny制造（法國專家參與）。芯塊：鈾-钚氮化物；燃料細(xì)棒；燃料組件。2014年8月開工，2018年建成。

項(xiàng)目預(yù)算：BREST-OD-300，8.09億美元；燃料加工模塊+乏燃料后處理模塊，5.5億美元。

參考資料：

WNN，Rosatom briefs Russian president on strategic goals，28 February 2018

NEI，Construction of Russia's BREST reactor to start next year，9 August 2016

WNN，Design completed for prototype fast reactor，02 September 2014

NEI，F(xiàn)uel plant for Russia's Breakthrough project to be built in 2018，January 2018

ChinaDaily，Russian scientists develop software for next-gen nuclear reactor technology，ZAKER，

Dan Yurman，Recent Developments in Advanced Reactors in China, Russia，Neutron Bytes，January 8, 2018

Westinghouse,WESTINGHOUSE ELECTRIC COMPANY SIGNS COOPERATION AGREEMENT FOR LEAD-COOLED FAST REACTOR DEVELOPMENT,February 22, 2017