近期,中核集團(tuán)與中石化成立合資公司,以引進(jìn)外部資金加快鈾礦資源開發(fā)。
在經(jīng)過一年半的停頓,中國核電建設(shè)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(jī)組正式投入商業(yè)運(yùn)行,以及田灣核電3號機(jī)組的開工,我國核電重啟后進(jìn)入縱深發(fā)展階段。
未來我國核電裝機(jī)容量將大幅增加,作為核電產(chǎn)業(yè)的前端環(huán)節(jié),鈾資源、核燃料能否充分供應(yīng)?這直接關(guān)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(fā)、核燃料供應(yīng),以及其他相關(guān)核電問題,記者專訪了中國核工業(yè)集團(tuán)公司(以下簡稱“中核集團(tuán)”)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(yè)理化工程研究院院長,一直從事與核燃料有關(guān)的工作。特別在鈾濃縮等技術(shù)上,其取得了重大突破,并憑借相關(guān)成就獲得2012年國防科技工業(yè)杰出人才獎。在其看來,實現(xiàn)我國鈾濃縮自主化意義重大,是我國邁向核電強(qiáng)國不可或缺的基礎(chǔ)條件。
鈾濃縮離心機(jī)實現(xiàn)工業(yè)化
記者:據(jù)了解,在以您為代表的一批技術(shù)人員的努力下,我國鈾濃縮離心機(jī)已經(jīng)實現(xiàn)了工業(yè)化應(yīng)用。您認(rèn)為,其最大意義何在?
雷增光:如果說,我國離心機(jī)的產(chǎn)業(yè)化沒有實現(xiàn),那么核工業(yè)擔(dān)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(jī),也不能實現(xiàn)鈾濃縮,生產(chǎn)不出核燃料元件。所以說,只有實現(xiàn)了離心機(jī)的工業(yè)化,才能保證核電站的平穩(wěn)運(yùn)行。這樣,我國核電發(fā)展才能不受制于人。
記者:在核燃料的供應(yīng)上,將天然鈾進(jìn)行濃縮,制成元件,是一大技術(shù)難題。我國鈾濃縮產(chǎn)業(yè)的進(jìn)程和目前的發(fā)展?fàn)顩r如何?
雷增光:現(xiàn)在天然鈾中能利用的是鈾235,只占到天然鈾質(zhì)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(zhàn)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(shù)是激光法。
用離心法分離同位素,進(jìn)行鈾的濃縮,關(guān)鍵是鈾濃縮離心機(jī)的制造。1993年,我國從俄羅斯引進(jìn)第一臺離心機(jī)。在陜西405廠建設(shè)鈾濃縮工程時,我是副指揮長。從引進(jìn)到順利運(yùn)行,這中間也經(jīng)歷了很多困難。2002年,我被調(diào)到天津核工業(yè)理化工程研究院擔(dān)任院長,專門從事離心機(jī)的研究。當(dāng)年,我國自主研制的離心機(jī)已經(jīng)單機(jī)面世,接下來的問題就是如何實現(xiàn)工業(yè)化。我調(diào)到研究院時,面臨的最重要任務(wù)就是加速離心機(jī)實現(xiàn)工業(yè)化的進(jìn)程。經(jīng)過十多年的努力,到目前為止,可以說,我國離心機(jī)已經(jīng)實現(xiàn)了工業(yè)化應(yīng)用,解決了鈾濃縮離心機(jī)大批量生產(chǎn)和可靠性的問題。
離心機(jī)實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用,表明我國具備了核燃料生產(chǎn)的自主化工業(yè)能力,完全掌握了離心法鈾濃縮技術(shù),實現(xiàn)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(fā)展的需要。
如何保證鈾資源充足供應(yīng)
記者:要保證核燃料充足供應(yīng),鈾資源的開發(fā)一直是關(guān)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(qū),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(jù)部分地質(zhì)學(xué)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(rèn),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(dá)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(zhàn)。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(guān)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(shù)落后,產(chǎn)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(yīng)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(jù)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(tuán)具有開采權(quán)。國家主要是從環(huán)保和管理的角度出發(fā),避免市場混亂。既然國家賦予中核集團(tuán)這個權(quán)利,中核集團(tuán)就有義務(wù)保證我國各大核電站能夠有充足的核燃料供應(yīng)。
我國已經(jīng)發(fā)現(xiàn)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(xié)調(diào)下,中核集團(tuán)已經(jīng)與多個煤炭、石油公司達(dá)成共識,要相互合作,一層層逐步開采資源,避免資源浪費(fèi)。
因此,中核集團(tuán)正在對鈾礦開發(fā)的投資模式進(jìn)行探索,并且有了實質(zhì)性動作。近期,中核集團(tuán)與中石化成立合資公司,以引進(jìn)外部資金加快鈾礦資源開發(fā)。從鈾礦資源到開采的設(shè)備、資金,都可以由其他公司入股,目的是共同開采,實現(xiàn)資源的合理化利用,還能實現(xiàn)共贏。
同時,中核集團(tuán)還在與神華集團(tuán)、中國石油(8.50,-0.05,-0.58%)集團(tuán)等企業(yè)就鈾礦開發(fā)合作進(jìn)行協(xié)商,簽訂了戰(zhàn)略協(xié)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(fā)展被寄予厚望。因為其形成的核燃料閉合式循環(huán),可使鈾資源利用率大大提高。目前,快堆技術(shù)發(fā)展情況如何?
雷增光:快堆,是“快中子反應(yīng)堆”的簡稱。普遍使用的壓水堆主要以鈾235為燃料,發(fā)生反應(yīng)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(zhì)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(dāng)于鈾資源的儲量增加了,也可使核廢料產(chǎn)生量得到最大程度的降低。
前兩年,我國快堆技術(shù)已經(jīng)有了很大突破,但是要實現(xiàn)商業(yè)化難度非常大。目前來看,不僅技術(shù)需要成熟,還必須具備經(jīng)濟(jì)性。目前,快堆技術(shù)整體上還處于試驗階段,想要商業(yè)化發(fā)展,還需要很多年的路要走。
另一方面,要想快堆實現(xiàn)商業(yè)化發(fā)展,快堆的核燃料供應(yīng)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(jìn)行后處理,才能生產(chǎn)出快堆所需要的MOX元件。如果沒有對應(yīng)的燃料,即使快堆技術(shù)非常成熟,也不能充分利用起來。因此,對于乏燃料進(jìn)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(qiáng)核工業(yè)競爭力
記者:隨著我國核電發(fā)展,“走出去”成為企業(yè)下一步的目標(biāo)。依據(jù)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(xiàn)了“走出去”,進(jìn)行了海外的項目,這很大原因在于其核工業(yè)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(biāo),動員和調(diào)配全國有關(guān)力量,包括精神意志和物質(zhì)資源,攻克某一項世界尖端領(lǐng)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(qiáng)國,我國核工業(yè)基礎(chǔ)很薄弱,增強(qiáng)我國核工業(yè)核心競爭力尤為重要。目前,我國多家核電企業(yè)各自發(fā)展,要想走出去,企業(yè)應(yīng)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(chǎn)權(quán),包括核電站的設(shè)計、核燃料元件的制造等。
日前,中核集團(tuán)自主研發(fā)的具備完整自主知識產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)壓水堆核電站ACP1000通過了國家核行業(yè)權(quán)威鑒定。專家一致認(rèn)為:ACP1000的技術(shù)和安全指標(biāo)達(dá)到了國際上三代核電機(jī)組的同等水平,設(shè)計、建造能夠完全實現(xiàn)自主化。目前,中核集團(tuán)已完成ACP1000初步安全分析報告、初步設(shè)計,正在開展施工設(shè)計,具備今年年底開工條件。首堆目標(biāo)工程設(shè)備國產(chǎn)化率大于85%,有利于加快推動國內(nèi)裝備制造水平的提高和進(jìn)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(yè)主,也是核電發(fā)展的技術(shù)開發(fā)主體和核燃料供應(yīng)商,在發(fā)展核工業(yè)的大趨勢下,中核集團(tuán)要在核工業(yè)領(lǐng)域增加競爭力,該如何發(fā)展?
雷增光:擁有自主知識產(chǎn)權(quán),對于企業(yè)的競爭力來說至關(guān)重要,這就要求企業(yè)有一個合理的長期規(guī)劃。核電是個流程性的產(chǎn)業(yè),涉及到原料、核安全、環(huán)境考察等方方面面的事情。比如,一個核燃料元件從設(shè)計到最后批準(zhǔn)應(yīng)用,大概需要5、6年時間,如果沒有長期規(guī)劃,到最后會發(fā)現(xiàn),因為某一項的短板,造成整個工程無法實施。
為此,中核集團(tuán)已經(jīng)制定了公司發(fā)展各領(lǐng)域的技術(shù)路線圖,涉及礦冶、核燃料、核技術(shù)應(yīng)用等方面,都做了細(xì)致的安排。
再次,是對科研的投入和應(yīng)用的安排。2012年達(dá)到18.5億元,占集團(tuán)公司主營業(yè)務(wù)收入的3.7%。并設(shè)立了科研回報的機(jī)制。必須要增加資金投入,才能調(diào)動職工的創(chuàng)造積極性。
對于科研應(yīng)用,為了避免各項工作不能齊頭并進(jìn),中核集團(tuán)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(diǎn)突破各個科研難題,并將科研成果有效地轉(zhuǎn)入到實踐工程中去。
責(zé)任編輯: 江曉蓓