近期,中核集團與中石化成立合資公司,以引進外部資金加快鈾礦資源開發。
在經過一年半的停頓,中國核電建設重新啟動。隨著榮成的石島灣核電站項目的獲批,紅沿河核電站和寧德核電站一期1號機組正式投入商業運行,以及田灣核電3號機組的開工,我國核電重啟后進入縱深發展階段。
未來我國核電裝機容量將大幅增加,作為核電產業的前端環節,鈾資源、核燃料能否充分供應?這直接關系著我國核電能力能否邁上一個新臺階。
針對我國目前鈾資源開發、核燃料供應,以及其他相關核電問題,記者專訪了中國核工業集團公司(以下簡稱“中核集團”)總工程師雷增光。
雷增光先后任中核四○五廠總工程師、核工業理化工程研究院院長,一直從事與核燃料有關的工作。特別在鈾濃縮等技術上,其取得了重大突破,并憑借相關成就獲得2012年國防科技工業杰出人才獎。在其看來,實現我國鈾濃縮自主化意義重大,是我國邁向核電強國不可或缺的基礎條件。
鈾濃縮離心機實現工業化
記者:據了解,在以您為代表的一批技術人員的努力下,我國鈾濃縮離心機已經實現了工業化應用。您認為,其最大意義何在?
雷增光:如果說,我國離心機的產業化沒有實現,那么核工業擔憂的不光是有沒有鈾資源的問題。即使擁有大量的天然鈾,沒有離心機,也不能實現鈾濃縮,生產不出核燃料元件。所以說,只有實現了離心機的工業化,才能保證核電站的平穩運行。這樣,我國核電發展才能不受制于人。
記者:在核燃料的供應上,將天然鈾進行濃縮,制成元件,是一大技術難題。我國鈾濃縮產業的進程和目前的發展狀況如何?
雷增光:現在天然鈾中能利用的是鈾235,只占到天然鈾質量的0.7%,其余的都是鈾238。像目前普遍采用的壓水堆,鈾的濃度要濃縮到3%-5%。因此必須通過鈾同位素的分離,來提高鈾同位素混合物中鈾235的含量。同位素的分離是非常困難的,二次世界大戰時,采用的是電磁法。目前普遍采用的是離心法,下一步的技術是激光法。
用離心法分離同位素,進行鈾的濃縮,關鍵是鈾濃縮離心機的制造。1993年,我國從俄羅斯引進第一臺離心機。在陜西405廠建設鈾濃縮工程時,我是副指揮長。從引進到順利運行,這中間也經歷了很多困難。2002年,我被調到天津核工業理化工程研究院擔任院長,專門從事離心機的研究。當年,我國自主研制的離心機已經單機面世,接下來的問題就是如何實現工業化。我調到研究院時,面臨的最重要任務就是加速離心機實現工業化的進程。經過十多年的努力,到目前為止,可以說,我國離心機已經實現了工業化應用,解決了鈾濃縮離心機大批量生產和可靠性的問題。
離心機實現工業化應用,表明我國具備了核燃料生產的自主化工業能力,完全掌握了離心法鈾濃縮技術,實現了鈾濃縮的自主化。我國的鈾濃縮能力完全能夠滿足核電發展的需要。
如何保證鈾資源充足供應
記者:要保證核燃料充足供應,鈾資源的開發一直是關鍵問題。目前我國的鈾資源情況如何?
雷增光:我國的鈾資源,跟石油儲量類似,都不夠豐富。鈾資源豐富的地區,在加拿大、哈薩克斯坦、澳大利亞等國,以及一些非洲國家。目前為止,根據部分地質學家的說法,我國地下鈾資源具有一定的儲存量,并非外界傳言的那般稀缺。但不得不承認,我們國家的鈾礦品位與其他國家相比,存在較大差距。我曾到過加拿大的一個鈾礦,礦的鈾含量可以達到20%。而在我國品位差的鈾礦中,鈾的含量甚至只有萬分之二多。所以,我國的鈾礦開采,存在很大困難和挑戰。因為品位低,除了開采困難,鈾資源的冶煉需要付出更多人力和成本,也是需要攻關的難題。目前,鈾資源市場是個開放的國際市場。我國鈾礦品位低,如果開采和冶煉的技術落后,產品的成本自然高居不下,在國際上的競爭力也就弱。在先天條件不足的情況下,我們應付出更大的努力,在鈾資源的尋找、開采和冶煉上下功夫。
記者:據了解,我國鈾礦品位低,還存在大量的伴生礦。面對伴生礦,該如何有效開采鈾資源?
雷增光:在我國,對于鈾礦開采上,只有中核集團具有開采權。國家主要是從環保和管理的角度出發,避免市場混亂。既然國家賦予中核集團這個權利,中核集團就有義務保證我國各大核電站能夠有充足的核燃料供應。
我國已經發現多個鈾礦與煤、石油相伴生的情況,要順利開采出這些鈾資源,就需要牽涉多個利益方。在國土資源部的協調下,中核集團已經與多個煤炭、石油公司達成共識,要相互合作,一層層逐步開采資源,避免資源浪費。
因此,中核集團正在對鈾礦開發的投資模式進行探索,并且有了實質性動作。近期,中核集團與中石化成立合資公司,以引進外部資金加快鈾礦資源開發。從鈾礦資源到開采的設備、資金,都可以由其他公司入股,目的是共同開采,實現資源的合理化利用,還能實現共贏。
同時,中核集團還在與神華集團、中國石油(8.50,-0.05,-0.58%)集團等企業就鈾礦開發合作進行協商,簽訂了戰略協議,尋求建立多元化的鈾礦投資模式。
記者:解決我國鈾資源儲量相對較少的問題,快堆的發展被寄予厚望。因為其形成的核燃料閉合式循環,可使鈾資源利用率大大提高。目前,快堆技術發展情況如何?
雷增光:快堆,是“快中子反應堆”的簡稱。普遍使用的壓水堆主要以鈾235為燃料,發生反應后,會使鈾235裂變成2-3個快中子和钚239。而快堆是以钚239為燃料,钚239裂變又可將占鈾大部分質量的鈾238變成钚239。所以,理論上講,快堆可以使鈾的利用率提高60倍;相當于鈾資源的儲量增加了,也可使核廢料產生量得到最大程度的降低。
前兩年,我國快堆技術已經有了很大突破,但是要實現商業化難度非常大。目前來看,不僅技術需要成熟,還必須具備經濟性。目前,快堆技術整體上還處于試驗階段,想要商業化發展,還需要很多年的路要走。
另一方面,要想快堆實現商業化發展,快堆的核燃料供應問題必須解決。由于快堆利用的資源,是普通壓水堆使用后的乏燃料,對乏燃料進行后處理,才能生產出快堆所需要的MOX元件。如果沒有對應的燃料,即使快堆技術非常成熟,也不能充分利用起來。因此,對于乏燃料進行后處理的工作,意義重大。目前,目前,我們正在開展這方面的研究。
增強核工業競爭力
記者:隨著我國核電發展,“走出去”成為企業下一步的目標。依據我國核電的情況,中國核電如何才能更好地走出去?
雷增光:在核電“走出去”這一問題上,一直都是我們探討的問題。韓國核電起步和我們差不多,但是它成功實現了“走出去”,進行了海外的項目,這很大原因在于其核工業實行舉國體制。所謂舉國體制,就是指以國家利益為最高目標,動員和調配全國有關力量,包括精神意志和物質資源,攻克某一項世界尖端領域或國家級特別重大項目的工作體制。
相比于美國、法國等核電強國,我國核工業基礎很薄弱,增強我國核工業核心競爭力尤為重要。目前,我國多家核電企業各自發展,要想走出去,企業應該形成合力。這是中國核電走出去,遲早要面對的事情,要代表中國走出去,就必須要有自己的核電知識產權,包括核電站的設計、核燃料元件的制造等。
日前,中核集團自主研發的具備完整自主知識產權的先進壓水堆核電站ACP1000通過了國家核行業權威鑒定。專家一致認為:ACP1000的技術和安全指標達到了國際上三代核電機組的同等水平,設計、建造能夠完全實現自主化。目前,中核集團已完成ACP1000初步安全分析報告、初步設計,正在開展施工設計,具備今年年底開工條件。首堆目標工程設備國產化率大于85%,有利于加快推動國內裝備制造水平的提高和進一步降低工程造價。
記者:作為我國核電站的主要投資方和業主,也是核電發展的技術開發主體和核燃料供應商,在發展核工業的大趨勢下,中核集團要在核工業領域增加競爭力,該如何發展?
雷增光:擁有自主知識產權,對于企業的競爭力來說至關重要,這就要求企業有一個合理的長期規劃。核電是個流程性的產業,涉及到原料、核安全、環境考察等方方面面的事情。比如,一個核燃料元件從設計到最后批準應用,大概需要5、6年時間,如果沒有長期規劃,到最后會發現,因為某一項的短板,造成整個工程無法實施。
為此,中核集團已經制定了公司發展各領域的技術路線圖,涉及礦冶、核燃料、核技術應用等方面,都做了細致的安排。
再次,是對科研的投入和應用的安排。2012年達到18.5億元,占集團公司主營業務收入的3.7%。并設立了科研回報的機制。必須要增加資金投入,才能調動職工的創造積極性。
對于科研應用,為了避免各項工作不能齊頭并進,中核集團制定了10余個重大專項;并在2012年年底,提出了“龍騰工程”計劃。其目的就是重點突破各個科研難題,并將科研成果有效地轉入到實踐工程中去。
責任編輯: 江曉蓓