2011年全球核工業(yè)、核電技術(shù)發(fā)展回顧
發(fā)布時(shí)間:2012-1-8 5:50:05 作者:yztpdq 來源:本站 瀏覽量:3777 【字體:
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據(jù)國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì),盡管日本發(fā)生了嚴(yán)重的福島核危機(jī),但隨著對(duì)氣候變化、多變的化石燃料價(jià)格以及能源供應(yīng)安全方面的擔(dān)心,許多國(guó)家都對(duì)發(fā)展核能產(chǎn)生興趣,未來幾十年全球新建核電站數(shù)量仍將穩(wěn)步增加,以緩解全球能源供求緊張和減排二氧化碳緩解全球變暖。
1 后福島時(shí)代下的核電發(fā)展
核電使用一直是一個(gè)備受爭(zhēng)議的話題,2011年3月11日,日本里氏9.0級(jí)大地震以及隨之爆發(fā)的巨級(jí)海嘯導(dǎo)致的福島核泄漏事故,將核電安全再一次推到風(fēng)口浪尖,由此也引發(fā)了整個(gè)人類對(duì)核能運(yùn)用安全性的再度審視。
1.1 日本核事故處理
根據(jù)日本政府制定的福島第一核電站事故處理路線圖,目前已完成兩個(gè)階段的事故處理目標(biāo)。事故反應(yīng)堆的拆除和堆芯熔化燃料的處理將在未來40年內(nèi)逐步進(jìn)行。
福島核電站事故對(duì)世界核能發(fā)展造成很大影響,各國(guó)已對(duì)本國(guó)核電安全進(jìn)行了重新審查,并進(jìn)一步加強(qiáng)了安全措施。德國(guó)則調(diào)整了未來核電政策,表示放棄發(fā)展核能。
1.2 世界核電機(jī)組延壽增容迅速發(fā)展
由于核電站延壽增容經(jīng)濟(jì)效益突出,以美國(guó)為代表,世界各國(guó)都在積極推進(jìn)在役二代核電的延壽增容,取得了很大的成績(jī)。在福島核事故后的這段時(shí)間內(nèi),延壽增容工作異常活躍,進(jìn)展很快,活力強(qiáng)勁。美國(guó)、韓國(guó)和阿根廷等國(guó)均計(jì)劃將在未來幾年內(nèi)對(duì)本國(guó)核電機(jī)組進(jìn)行更新和延壽。
1.3 伊朗布什爾核電站并網(wǎng)發(fā)電
2011年5月9日,伊朗對(duì)布什爾核電站進(jìn)行運(yùn)行前的最后測(cè)試,預(yù)計(jì)該核電站將在未來兩個(gè)月內(nèi)開始發(fā)電。5月12日,伊朗從俄羅斯獲得用于核電站的新核燃料。5月16日,俄羅斯原子能建設(shè)出口公司發(fā)言人稱布什爾核電站工作狀況良好。8月24日,核電站反應(yīng)堆輪機(jī)測(cè)試工作完成。9月4日,布什爾核電站并入國(guó)家電網(wǎng)并開始發(fā)電。
1.4 多國(guó)提出建新核電站計(jì)劃
4月20日,羅馬尼亞計(jì)劃通過新建反應(yīng)堆和核電站在2035年前擴(kuò)大本國(guó)核電規(guī)模。
7月17日,印度開始在Rawatbhata建造該國(guó)第25座核電反應(yīng)堆。
8月23日,巴西計(jì)劃于2015年在該國(guó)東北部開始動(dòng)工修建另一個(gè)具有四座核反應(yīng)堆的新核電站,Eletronuclear公司今年已經(jīng)為其進(jìn)行了選址勘察。
9月28日,日本原子能電力公司將幫助越南進(jìn)行第二座核電站可行性研究。
10月11日,白俄羅斯與俄羅斯簽訂白境內(nèi)第一座核電站的總承包合同。南非政府2011年批準(zhǔn)了增加了9.6千兆瓦核電能力的計(jì)劃,但自日本福島核事故發(fā)生后,對(duì)核安全問題的擔(dān)憂促使彼得斯將新核電站投標(biāo)程序延緩到了明年。
2 各國(guó)積極開展反應(yīng)堆技術(shù)研究
新一代更安全、更經(jīng)濟(jì)的核電技術(shù),契合了人類尋找安全、清潔、高效能源的理念與需求,成為發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)、應(yīng)對(duì)氣候變化的一個(gè)理性選擇。在長(zhǎng)期的二代和二代改進(jìn)機(jī)型發(fā)展時(shí)期,核電保持了對(duì)煤電的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),發(fā)展三代核電技術(shù)順應(yīng)了世界核電發(fā)展趨勢(shì)。
2.1 西屋公司公布小型模塊堆
2011年2月,西屋公司正式公布了其200MWe小型模塊堆(SMR),表示該堆已經(jīng)做好準(zhǔn)備參與美國(guó)能源部的示范計(jì)劃。這個(gè)200MWe的反應(yīng)堆設(shè)計(jì)是一個(gè)一體化壓水堆。它被設(shè)計(jì)為完全在工廠制造,并且可以通過鐵路運(yùn)輸。
2.2 俄羅斯將虛擬實(shí)境技術(shù)應(yīng)用于核工業(yè)
2011年8月,俄羅斯國(guó)家核能公司展示了將虛擬實(shí)境技術(shù)應(yīng)用于新反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)和新核電廠建設(shè)的技術(shù)。該技術(shù)應(yīng)用于核工業(yè)后,將為核電站設(shè)計(jì)者提供一個(gè)將不同類型的反應(yīng)堆、外部建筑以及相關(guān)設(shè)備相結(jié)合的虛擬想象空間,除了能作為建造新反應(yīng)堆和新型核電站的輔助設(shè)施,還能幫助在危急情況下進(jìn)行決策的制定。
2.3 美國(guó)為太空開發(fā)設(shè)計(jì)微型核電站
2011年8月,美國(guó)能源部愛達(dá)荷國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家設(shè)計(jì)了一個(gè)微型核電站。 這個(gè)手提箱大小的電站能產(chǎn)生大約40千瓦的功率,足夠地球上8戶普通家庭的平均供電。
3 燃料元件制造技術(shù)
燃料元件是核燃料進(jìn)入反應(yīng)堆使用之前的最后一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。針對(duì)于不同的反應(yīng)堆類型,燃料元件的設(shè)計(jì)和制造都是不同的。
隨著核能的快速發(fā)展,對(duì)燃料元件制造服務(wù)的需求將越來越大。但是,元件制造的市場(chǎng)需求也受到企業(yè)的反應(yīng)堆運(yùn)行和燃料管理策略的影響,在一定程度上也是由元件制造本身的技術(shù)改進(jìn)所推動(dòng)。
全世界所有類型的輕水堆燃料生產(chǎn)能力大于實(shí)際的需求,處于供大于求的狀況。
目前美國(guó)正在開發(fā)的氧化鈹燃料是一種高熱導(dǎo)率的核燃料,用于目前的和未來的核反應(yīng)堆。這種核燃料比現(xiàn)有的核燃料在效率和安全上都有提高。
受日本福島核事故的直接影響,英國(guó)核退役管理局宣布將其位于塞拉菲爾德的核燃料生產(chǎn)廠關(guān)閉。
俄羅斯新西伯利亞化學(xué)濃縮廠2010年度核燃料粉末與芯塊產(chǎn)量翻了一番。
4 乏燃料后處理技術(shù)
福島核事故使人們質(zhì)疑在反應(yīng)堆場(chǎng)址貯存乏燃料的安全性。人們?cè)谟懻摲θ剂鲜欠駪?yīng)該盡快從反應(yīng)堆場(chǎng)址中移出,并轉(zhuǎn)移到集中的貯存設(shè)施中。
自從進(jìn)入核時(shí)代以后,對(duì)于乏燃料后處理的優(yōu)勢(shì)與缺點(diǎn)一直在辯論。這涉及到一系列的問題,特別是廢物的合理管理、資源的節(jié)約、經(jīng)濟(jì)性、放射性材料的危害和核武器的可能擴(kuò)散。每一個(gè)立場(chǎng)似乎都有反對(duì)方強(qiáng)烈的抵制聲。解決這些問題并不容易。
盡管世界鈾資源是廣泛的,許多人并不將其視為未來能源需求的長(zhǎng)期解決方案?,F(xiàn)已證明后處理有助于鈾資源的合理管理,通過允許可復(fù)用材料的再循環(huán),以MOX燃料和RepU的形式可以減少大約四分之一的鈾需求。到目前為止,全世界來自商業(yè)核電反應(yīng)堆的乏燃料的大約80000t得到了后處理。
5 放射性廢物管理與核設(shè)施退役技術(shù)
2011年,美國(guó)能源部環(huán)境管理(EM)計(jì)劃取得多項(xiàng)重要進(jìn)展,漢福特場(chǎng)址U谷后處理廠退役項(xiàng)目、薩凡納河場(chǎng)址槽貯廢物回取項(xiàng)目等取得重要進(jìn)展;美國(guó)藍(lán)帶委員會(huì)初步擬定美國(guó)核廢物管理建議;英國(guó)核退役局(NDA)發(fā)布新版商業(yè)計(jì)劃,計(jì)劃2011/12年度投入29億英鎊用于核場(chǎng)址清污,未來4年總預(yù)算將高達(dá)120億英鎊。
6 同位素與輻射技術(shù)
6.1 同位素生產(chǎn)技術(shù)與應(yīng)用穩(wěn)步發(fā)展
2010年2月,美國(guó)核醫(yī)藥制造商——國(guó)際同位素股份公司(INIS)繼續(xù)推進(jìn)了其在新墨西哥州霍布斯的商業(yè)貧鈾再轉(zhuǎn)化和氟提取流程設(shè)施的建造。
2011年6月,美國(guó)核軍工管理局表示,美國(guó)力求在生產(chǎn)醫(yī)用同位素的過程中減少對(duì)軍用高濃鈾的依賴。目前全美有三分之一的醫(yī)用鉬99使用低濃鈾生產(chǎn)。
2010年10月,美國(guó)IMV公司醫(yī)學(xué)信息部最新公布的一份報(bào)告稱,美國(guó)7230家醫(yī)院和其他場(chǎng)所在2010年全年總共估計(jì)進(jìn)行了1700萬次SPECT(單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描)或SPECT/CT照相。這一數(shù)字在2007年估計(jì)為1720萬次,顯示了相對(duì)穩(wěn)定且略微下降的趨勢(shì)。
2007年到2010年平均每年下降約0.5%。
6.2 世界輻射探測(cè)技術(shù)取得廣泛進(jìn)展
2011年4月,《IEEE 波譜》雜志報(bào)道,法國(guó)一個(gè)研究小組將一項(xiàng)用于對(duì)未申報(bào)的核反應(yīng)堆中武器級(jí)钚和鈾進(jìn)行監(jiān)測(cè)的輻射傳感技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)。這項(xiàng)技術(shù)改進(jìn)使其監(jiān)測(cè)精確性高于以往的技術(shù)。
2011年6月日本京都大學(xué)和國(guó)家輻射科學(xué)研究所的研究人員介紹了他們開發(fā)的一種能夠大幅降低核與輻射武器材料探測(cè)系統(tǒng)成本的新材料。這種塑料樹脂材料的價(jià)格僅為目前輻射探測(cè)器使用的材料的約10%。受到放射源照射時(shí),這種樹脂會(huì)發(fā)出藍(lán)光。
2011年7月美國(guó)國(guó)土安全部官員與歐洲方面舉行會(huì)談,對(duì)雙方現(xiàn)有的輻射掃描技術(shù)能力進(jìn)行了評(píng)估。歐洲方面計(jì)劃在未來12個(gè)月在其位于意大利的中心對(duì)8類體系進(jìn)行檢查,而美國(guó)方面則會(huì)在國(guó)家實(shí)驗(yàn)室對(duì)9種技術(shù)進(jìn)行審核。
2011年9月美國(guó)伊利諾斯州西北大學(xué)宣布,其一個(gè)研究小組制造的化合物為利用便攜式設(shè)備檢測(cè)藏在手提箱中的“核炸彈”的構(gòu)想鋪平了道路。
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