核燃料領(lǐng)域迎50年來最大變革 引發(fā)中美齊關(guān)注

包括中國在內(nèi)的多個(gè)國家正在把目光投向新一代核燃料系統(tǒng)的研發(fā)。與現(xiàn)有核燃料相比，它的主要優(yōu)點(diǎn)是，能夠在較長時(shí)間內(nèi)抵抗嚴(yán)重事故工況。

中國核能巨頭中廣核向第一財(cái)經(jīng)記者提供的一份材料顯示，6月23-24日，由國家能源局主辦，中廣核承辦的“2016事故容錯(cuò)燃料技術(shù)國際研討會”在深圳舉行。出席該會議的有“中國、美國、韓國等國家和地區(qū)的150余位專業(yè)人士。其中，美國是世界級核電列強(qiáng)。

上述材料顯示，事故容錯(cuò)燃料(Accident Tolerant Fuel， 下稱“ATF”)是為提高燃料元件抵御嚴(yán)重事故能力而開發(fā)的新一代燃料系統(tǒng)，與現(xiàn)有核燃料相比，它能夠在較長時(shí)間內(nèi)抵抗嚴(yán)重事故工況，同時(shí)保持或提高其在正常運(yùn)行工況下性能的新型燃料系統(tǒng)。

據(jù)出席該會議的美國工程院院士、美國白宮核能領(lǐng)域政府顧問Steven Zinkle介紹,ATF技術(shù)是近50年以來核燃料領(lǐng)域的一次重大技術(shù)革命，是美國能源部未來10年在核燃料領(lǐng)域投資和研發(fā)的重點(diǎn)，美國主要核能機(jī)構(gòu)均已投身其中。

Steven Zinkle還稱，ATF在國際核能界業(yè)已掀起一股科技研發(fā)熱潮，正深刻改變核能科技的發(fā)展方向，ATF是核安全“游戲規(guī)則”的改變者;ATF技術(shù)具有巨大的潛力和優(yōu)勢，過去5年的研究結(jié)果表明，采用ATF技術(shù)研制的新型核燃料有望于2022年前后在商業(yè)反應(yīng)堆中測試并推廣。

出席該會議的中國工程院院士、中國核學(xué)會理事長李冠興則稱，ATF技術(shù)是超高安全核能系統(tǒng)的未來，是全球核能行業(yè)面臨的一次機(jī)遇。

記者對公開資料進(jìn)行梳理發(fā)現(xiàn)，ATF是后福島時(shí)代國際核燃料界的一個(gè)新的研究方向，受到了美國等世界級核電列強(qiáng)的推崇，并成為國際上核安全技術(shù)及核燃料研究領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。

耐高溫是ATF的一大特點(diǎn)。據(jù)美聯(lián)社2014年報(bào)道， 2011年，日本由于地震海嘯導(dǎo)致核電站爆炸受損，顯示出核燃料過熱會發(fā)生什么。 為應(yīng)對福島核事故，美國多個(gè)機(jī)構(gòu)的科學(xué)家正在開發(fā)設(shè)計(jì)核燃料，目標(biāo)是創(chuàng)造在極端條件下更耐損壞和熔化的核燃料，更不容易發(fā)生使金屬包殼脆弱并產(chǎn)生氫氣爆炸的化學(xué)反應(yīng)。如果研究成功，該成果能夠給核電站工人更多時(shí)間來防止事故導(dǎo)致燃料破損并釋放有害輻射。

而中核集團(tuán)官網(wǎng)在2015年公布的一則消息顯示，英國能源與氣候變化部向英國國家核實(shí)驗(yàn)室(NNL)、曼徹斯特大學(xué)撥款250萬英鎊，用于開發(fā)ATF。這項(xiàng)投資將為開發(fā)具備事故容錯(cuò)技術(shù)的核燃料建立一系列設(shè)施。

NNL稱，開發(fā)新型核燃料的目的之一是，正考慮采用具有更高密度、更高導(dǎo)熱系數(shù)的新型核燃料，例如鈾氮化物和硅化物，作為鈾氧化物的潛在替代品

中廣核研究院院長龐松濤稱，中國政府對先進(jìn)核能技術(shù)高度重視，已在《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計(jì)劃2016-2030》與《能源技術(shù)革命重點(diǎn)創(chuàng)新行動路線圖》中明確了ATF研發(fā)任務(wù)。

記者注意到，發(fā)改委、能源局在今年早些時(shí)候發(fā)布的《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計(jì)劃(2016-2030年)》提到，要“推進(jìn)事故容錯(cuò)燃料元件(ATF)、環(huán)形燃料元件的輻照考驗(yàn)和商業(yè)運(yùn)行，具備國際領(lǐng)先核燃料研發(fā)設(shè)計(jì)能力”。

核燃料組件是核電站的核心部件，直接影響核電站的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。目前中國大型商用核電機(jī)組中使用的燃料組件設(shè)計(jì)與制造技術(shù)主要依賴國外引進(jìn)。

龐松濤稱，目前，中國已經(jīng)設(shè)立ATF重大科研專項(xiàng)，并由“中廣核牽頭，聯(lián)合國家電投、中科院、中物院、中核集團(tuán)等業(yè)內(nèi)主要企事業(yè)單位以及清華大學(xué)、西安交通大學(xué)等高校”對該技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)。

龐松濤還稱，為在ATF項(xiàng)目運(yùn)行中開放地吸收全球智力資源，中廣核正與美國愛達(dá)荷國家實(shí)驗(yàn)室、橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室、麻省理工學(xué)院、密歇根大學(xué)、電力研究院、韓國原子能研究院、英國曼切斯特大學(xué)等機(jī)構(gòu)開展技術(shù)交流。