第十五屆中國國際核工業(yè)展覽會28日開幕。記者從參展的中核集團(tuán)獲悉,按照行波堆技術(shù)開發(fā)路線,2020年代中期將完成行波堆30萬千瓦示范堆的設(shè)計(jì)與建設(shè),開發(fā)金屬燃料本地化生產(chǎn)線,實(shí)施商業(yè)化市場推廣;2030年左右,完成60萬千瓦行波堆開發(fā)與建設(shè),實(shí)施商業(yè)化市場推廣;2030年代中期,完成120萬千瓦行波堆開發(fā)與建設(shè),實(shí)施商業(yè)化市場推廣。
記者了解到,這是中美合作的行波堆首次大規(guī)模、成系統(tǒng)地亮相展會。
“行波堆屬于鈉冷快中子反應(yīng)堆,在設(shè)計(jì)上屬于第四代核電技術(shù)。”相關(guān)人士告訴記者,行波堆燃燒原理的核心是核燃料的利用從點(diǎn)火區(qū)開始,增殖和焚燒先后進(jìn)行,實(shí)現(xiàn)一次通過并且深度焚燒,整個閉式燃料循環(huán)在同一個堆內(nèi)實(shí)現(xiàn),由于該循環(huán)過程通常有增殖和焚燒的功率峰值移動形成“波動”的物理圖像,采用這種反應(yīng)機(jī)理設(shè)計(jì)的核反應(yīng)堆被稱為“行波堆”。
天然鈾中只有約0.7%的同位素能被直接利用,但是利用行波堆技術(shù),鈾資源的30%—40%,甚至60%—70%可以物盡其用。從這一點(diǎn)上看,行波堆與試驗(yàn)快堆很相似。但行波堆的另一大優(yōu)勢就是,理論上一次裝料后,可以自持運(yùn)行數(shù)十年,不需要添加新燃料,也不需要清除乏燃料。如果行波堆普及,可減少鈾濃縮和乏燃料再處理等需求,降低核能的成本和環(huán)境風(fēng)險,更能極大降低核擴(kuò)散風(fēng)險。
2006年,微軟創(chuàng)始人比爾·蓋茨在評估了所有已在理論上被研究和討論過的核反應(yīng)堆類型后,選擇了行波堆,并創(chuàng)立泰拉能源公司來發(fā)展這項(xiàng)技術(shù)。
中美兩國行波堆技術(shù)交流始于2009年。2011年,受國家能源局委托,中核集團(tuán)與泰拉能源公司開展商務(wù)與技術(shù)交流合作。2013年,中美兩國簽署了中美和平利用核能合作協(xié)定項(xiàng)下的執(zhí)行安排,2017年9月,中核集團(tuán)與泰拉能源公司簽署合同成立環(huán)球創(chuàng)新核能技術(shù)有限公司,并于11月在天津注冊。