薛維明
抓住機遇、順勢而上,把核循環(huán)技術(shù)這一典型的軍民融合技術(shù)的發(fā)展搞得更好一些、更快一些,對于保持我國核戰(zhàn)略威懾能力的安全具有重大戰(zhàn)略意義。
核循環(huán)技術(shù)是典型的軍民融合、寓軍于民技術(shù),與鈾濃縮和重水生產(chǎn)技術(shù)一樣,是核不擴散三大極端敏感的技術(shù)之一,是國際核保障監(jiān)督和禁產(chǎn)核查的主要內(nèi)容。這一技術(shù)始終受到國際社會以及國際原子能機構(gòu)的高度關(guān)注,目前全世界有9個國家掌握乏燃料后處理技術(shù),5個國家擁有商業(yè)核循環(huán)能力。核循環(huán)首先是一個政治與國家安全問題,其次才是技術(shù)與經(jīng)濟問題。
钚是重要的核武器材料,也是第四代反應(yīng)堆“快堆”的主要燃料。核循環(huán)技術(shù)處理的乏燃料不是核廢料、核垃圾,而是國際核軍控中高度敏感的戰(zhàn)略資源,其中所含的钚可以回收利用。核循環(huán)是目前唯一成熟且可以正當(dāng)獲取钚的渠道,將通過核循環(huán)得到的钚做成快堆MOX燃料,則可以利用快堆增殖生產(chǎn)出新的高品質(zhì)的钚材料。因此,在國家核能技術(shù)發(fā)展過程中和我國核能“三步走”戰(zhàn)略的第二步,“后處理+快堆”是目前最優(yōu)組合,也是必經(jīng)階段,對于保持我國核戰(zhàn)略威懾能力的安全具有重大戰(zhàn)略意義。
核循環(huán)生產(chǎn)過程中還可以提取用于航天、航海和科研等軍民用途的同位素產(chǎn)品。同時,建設(shè)軍民結(jié)合的核材料生產(chǎn)設(shè)施,提高核循環(huán)技術(shù)水平,培養(yǎng)和保持專業(yè)技術(shù)管理隊伍,對形成軍、民產(chǎn)品生產(chǎn)快速轉(zhuǎn)化具有十分重要的現(xiàn)實意義,對滿足在國家需要的時候提供高質(zhì)量钚材料、確保國家戰(zhàn)略核力量長期安全可靠具有重大的戰(zhàn)略意義。因此,核循環(huán)技術(shù)在軍民融合發(fā)展國家戰(zhàn)略中的軍事與民用技術(shù)協(xié)調(diào)發(fā)展就顯得尤為關(guān)鍵。
正是由于核循環(huán)具有典型的軍民融合性,多年來一直是國際軍控與核不擴散重點關(guān)注的技術(shù),世界主要核大國對核循環(huán)核心技術(shù)研發(fā)大都“秘而不宣”。隨著核電技術(shù)快速發(fā)展,核循環(huán)技術(shù)也在逐步向動力堆乏燃料后處理的方向發(fā)展,特別是世界上積極研發(fā)快堆技術(shù)的俄羅斯、法國、英國、日本和印度等國,更是在不斷積極研發(fā)核循環(huán)技術(shù)。因此,核循環(huán)技術(shù)作為核能可持續(xù)發(fā)展中不可或缺的環(huán)節(jié),以及對鞏固國防建設(shè)所具有的極其重要的意義,使得世界主要核大國都十分重視核循環(huán)技術(shù)的發(fā)展,世界核電規(guī)模處于前幾位的國家,也都保持著與本國核電規(guī)?;鞠鄥f(xié)調(diào)的核循環(huán)能力。
美國:核循環(huán)技術(shù)源自該國,開始的目的是為了快速地實現(xiàn)軍用钚的批量化生產(chǎn),以實現(xiàn)原子彈的小型化。隨后由于核電大規(guī)模發(fā)展以及對快堆技術(shù)的期望,開始逐步向民用轉(zhuǎn)變。歷史上一段時間內(nèi),美國保持了強大的核循環(huán)技術(shù)、設(shè)施與生產(chǎn)能力,雖然當(dāng)前停止了大規(guī)模商業(yè)后處理活動,但從未停止核循環(huán)領(lǐng)域的技術(shù)研究,也從未放棄相關(guān)設(shè)施。2016年,美國能源部宣布,其薩凡那河H谷后處理廠重啟第四條后處理生產(chǎn)線。
法國:因為深受兩次石油危機的影響,更加堅定不移地發(fā)展核能、實施核燃料閉式循環(huán),目前穩(wěn)坐世界核工業(yè)頭把交椅。法國阿?,m集團的阿格核循環(huán)廠成為世界后處理領(lǐng)域的標(biāo)志工程,也是歐洲最大的建設(shè)工程之一,已擁有三十余年商業(yè)后處理經(jīng)驗。20世紀(jì)90年代阿格廠的UP3和UP2-800設(shè)施相繼投入使用,具備年處理1700噸壓水堆乏燃料的能力,是世界最大、最先進的商用核循環(huán)中心。阿格廠處理了德國、日本和比利時等國的近萬噸乏燃料,其核循環(huán)技術(shù)或設(shè)備出口到美國、英國、日本、俄羅斯和比利時等國。建廠以來,阿格廠積累了豐富的運行經(jīng)驗和良好的安全紀(jì)錄,實現(xiàn)了大量乏燃料的長期安全管理,并將高放廢物轉(zhuǎn)變成了更安全的玻璃固化體,也使鈾钚得到再循環(huán)利用。
當(dāng)前,我國有34臺壓水堆核電機組在運,卸出的乏燃料累積已達3000多噸,這些乏燃料大部分無處可去,只能暫存于核電站的貯存水池中。目前,秦山一期、大亞灣、田灣等貯存池已全線飽和,嶺澳等即將飽和。然而形勢逼迫的同時,我國核循環(huán)項目遲遲難以落地。中國是在美國、俄羅斯、英國、法國、日本和印度等主要核大國里,核燃料循環(huán)體系嚴(yán)重發(fā)展不足的國家。
近年來,我國積極推動核循環(huán)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,2010年12月,中試廠熱試成功標(biāo)志著我國初步掌握了動力堆乏燃料后處理主要工藝技術(shù)。2015年10月,放化大樓完成后處理全流程熱試驗,標(biāo)志著我國乏燃料后處理技術(shù)基礎(chǔ)能力建設(shè)和核心技術(shù)自主創(chuàng)新取得重要突破,為核循環(huán)技術(shù)發(fā)展提供了重要的科研條件保障。自主設(shè)計、自主建設(shè)的核循環(huán)示范工程,是完成我國后處理技術(shù)從科研向工業(yè)化轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵步驟。
雖然取得了諸多成果,但我國核循環(huán)技術(shù)和能力整體上與主要核大國仍然有著差距。目前,在乏燃料后處理能力方面,法國為1700噸/年、日本為1000噸/年、俄羅斯為400噸/年、印度為330噸/年,而我國目前僅為60噸/年。在與核循環(huán)相關(guān)的高放廢物玻璃固化技術(shù)、關(guān)鍵工藝設(shè)備及材料、遠距離維修和自動控制等方面,我國與國際先進水平仍有不小差距,研發(fā)速度和實際需求之間矛盾突出。
2016年年底,黨和國家領(lǐng)導(dǎo)對加快我國核循環(huán)做出重要批示,強調(diào)發(fā)展核循環(huán)產(chǎn)業(yè)是一個值得高度重視的國家安全問題,要借鑒國際經(jīng)驗,加強統(tǒng)籌規(guī)劃,科學(xué)有序地推進這項工作。軍工核技術(shù)力量發(fā)展是最典型的軍民融合技術(shù),我國早在1983年就明確了核能發(fā)展“三步走”的戰(zhàn)略方向(壓水堆—快堆—聚變堆),并提出發(fā)展核電就要相應(yīng)發(fā)展后處理的核燃料閉式循環(huán)的技術(shù)路線,依托軍工生產(chǎn)時期積累的反應(yīng)堆與后處理技術(shù),大力發(fā)展核電站建設(shè),對核電站乏燃料進行“后處理”并同時積極研發(fā)快堆技術(shù)。
在推動我國核循環(huán)技術(shù)加快發(fā)展的進程中,應(yīng)通過“兩條腿走路”的模式,堅持“立足自主,國際合作”的原則,以實現(xiàn)更快更好的核能技術(shù)進步。一方面,應(yīng)立足自主研發(fā)并掌握核心技術(shù),擺脫國際社會對核循環(huán)技術(shù)的限制與封鎖,為自主建設(shè)大型商業(yè)后處理廠奠定基礎(chǔ)。另一方面,要通過引進消化吸收法國的先進技術(shù),盡快縮短差距,快速形成核循環(huán)能力,適應(yīng)核電向新臺階邁進的需求,有效應(yīng)對提高核電的經(jīng)濟性與可持續(xù)發(fā)展優(yōu)勢的挑戰(zhàn)。
同時,國家主管部門堅持戰(zhàn)略導(dǎo)向和問題導(dǎo)向,統(tǒng)籌規(guī)劃了我國先進核燃料閉式循環(huán)體系建設(shè),制定了“中試規(guī)模—示范規(guī)?!I(yè)規(guī)?!钡暮搜h(huán)產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線,并對應(yīng)制定了三步走計劃:建設(shè)每年60噸規(guī)模后處理中試廠、完成每年200噸規(guī)模后處理示范工廠建設(shè)、實現(xiàn)每年800噸的商業(yè)規(guī)模后處理能力。
核心技術(shù)是引不進來的,只有掌握自主發(fā)展能力,才能形成軍民深度融合,既保障強大的核戰(zhàn)略威懾力量,又適應(yīng)未來核能開發(fā)和應(yīng)用,并強化能源安全。但在自主掌握工業(yè)規(guī)模核循環(huán)技術(shù)之前,為解決目前緊迫的實際需求,將積極開展國際合作,盡快形成核循環(huán)能力,加快提升核循環(huán)技術(shù)。
當(dāng)前,中法兩國正在加強經(jīng)濟、核能、環(huán)境等領(lǐng)域的合作,中法合作核循環(huán)項目作為發(fā)展強勁有力的中法全面戰(zhàn)略伙伴關(guān)系重要載體之一,必將實現(xiàn)高水平互利共贏,推動中法關(guān)系持久健康穩(wěn)定發(fā)展。該項目的建設(shè)與投運匹配我國核電發(fā)展計劃與快堆發(fā)展規(guī)劃,可使我國盡快實現(xiàn)商業(yè)化核循環(huán)能力,也能保障投資有效和技術(shù)成熟,快速提升技術(shù)水平,有效緩解2030年以后乏燃料離堆貯存壓力,提高乏燃料安全管理水平,并為自主建設(shè)、運行大型后處理廠提供借鑒并培養(yǎng)人才,支撐我們從“核大國”變?yōu)椤昂藦妵钡膲粝搿#ㄖ泻巳鹉苡邢薰荆?/p>