【财讯】专家详解铀利用率1%至95%：已瞄准千亿级乏燃料市场

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专家把铀利用率从1%提高到95% :商业化探索正在进行中

本报记者杨悦祺深圳报道

里德

专家表示，加速器驱动先进核能系统( adanes )在进口端(燃料不足)和出口端(电力)获得双线利益，可以产生盈余。 这个商业模式还在设想中，但实际上目标是千亿级的使用过的燃料解决市场。

燃烧冰后，另一种“不明感觉”的技术在能量圈刷屏。

6月8日，中国科学院近代物理研究所等在加速器驱动先进核能系统( adanes )项目中取得的重大阶段取得了进展。 adanes系统将压水堆使用后的燃料再生解决为adanes核燃料，将铀资源的利用率从现在技术的“不到1%”提高到“超过95%”，排出的核废料的放射性寿命也从数十万年缩短到约500年。

年中国科学院启动了战术领先科学技术专业( a级)“未来先进裂变能量-加速器驱动次临界( ads )变变系统”的研究，在ads领先专业实施的基础上，年正式提出了adanes的新概念方案。

6月15日，记者采访了项目研究组附近的专家龙子鹏(化名)，称adanes系统不仅提高了铀资源的利用率，而且将来在商业化运营中有盈利能力，有商业可行性。

“adanes最大的价值是处理现在原子能系统中残留的问题，大幅度提高铀资源的利用率。 全人类和平利用核能将是一个里程碑。 ”。 龙子鹏说。

1%到95%

20世纪80年代末90年代初，国际上提出了ads概念，我国也开始基本同步立即跟进引进相关研究。 ads是国际公认的最有前途的核废料安全解决技术途径，可以大幅缩短核废料的放射性寿命，产生能源维持系统的运行，但仍未建成的装置。

“年ads飞行员专业正式实施以来，中国ads系统的研究在国际上已经处于第一方阵，在质子超导直线加速器等一些核心技术上达到了国际领先水平。 ”。 龙子鹏说。

尽管如此，中国科学院在前期研究中认为ads技术方案后期还有很多难点，在考虑能否开辟其他途径的过程中，形成了adanes的概念。

龙子鹏说:“如果把adanes看作宝宝的话，那年已经‘怀孕’，一点一点地整形，‘诞生’也就是正式提交是年初。”

adanes也探索了清洁利用铀资源的途径，将铀资源的利用率从现在技术的“不到1%”提高到“超过95%”，实现了“干旱节流”。

关于这两个数字，龙子鹏给记者算账。

天然铀是以铀238、铀235为主的混合物，其中铀238约占99.27%，铀235约占0.712%。 现在压水堆技术采用的燃料以铀-235为主。 龙子鹏说，浓缩天然铀制成的燃料棒中铀235的浓度约为3%-5%，在压水炉中“燃烧”排出的废燃料中铀235的含量约为1%。

因此，如果将浓缩燃料棒中的铀235浓度估计为5%，则燃烧过程中消耗80%的铀235，与此相对，铀235本身只占天然铀的0.712%，也就是说天然铀只被利用了不到0.6%

“不管怎么计算铀-238增殖带来的利用率增量，这个数字最多也就是0.6%左右，1%是高估的。 ”龙子鹏说。

adanes系统可以增殖铀238，同时是闭式再生循环，除非铀资源被利用，否则在系统内循环，因此除了核废料排出时被带走的铀以外，其余铀资源都被利用了。 根据计算，adanes系统的天然铀利用率可以超过95%。

这个数据现在也只是在原理计算上加上部分原理实验进行验证的结果，最终能否达成取决于现实情况，龙子鹏相信“大幅度提高”是没有问题的。

目前，该技术还不成熟，面临很多困难，特别是燃料再生循环的技术成熟度(约2 )落后于adanes燃烧器(约4 )。 另一方面，技术难度非常大，为了提高技术成熟度，国家和公司的真金白银需要投入到科技研究开发的难关中。 另外，adanes与以往的反应堆系统相比，系统较多，杂性增加，因此对可靠性的要求也很严格。

商业化构想

迄今为止媒体报道了adanes的四个步骤迅速发展的战术:原理研究和关键技术难关(年-年) -原理验证(年-2023年) -技术验证( 2022年-2030年) -工业宣传( 2030年以后)。 。

龙子鹏说，现在adanes的燃烧器已经有了实验装置的建设计划。 在该实验装置的基础上，研究验证了adanes演示装置的工程建设等问题。

adanes系统制作了原子能系统，具有核废物的变化、核燃料的增殖、原子能发电三个功能。

“以前传来的ads只是将长寿命高释放核废料转换成短寿命或低释放核废料后进行地质永久处理，是深入的埋入解决。 他说:“在商业上只能投入，是“赔偿金”的系统，作为单独的原子能装置在商业上是不成立的。” 龙子鹏说，adanes在进口端(燃料不足)和出口端(电力)的双线中受益，可以产生盈余。 这个商业模式还在设想中，但实际上目标是千亿级的使用过的燃料解决市场。

燃料不足和核废料的解决是核电快速发展中的课题。 现在，世界上使用完的燃料的解决，多在核电站使用完的燃料池中暂时储存10-15年，搬出核电站进行集中地质处理(以美国为代表)和事后解决(以法国为代表)。 后者使用“封闭循环计划”，从使用过的燃料中以高度微细的方法回收铀和钚进行再利用。

除了经济因素外，安全性是更重要的考虑因素。

据报道，去年8月，连云港被认为是中法核循环项目的预定工厂所在地引起了争议，随后市政府宣布停止核循环项目选择前的事业。

“对核扩散来说，核是铀-235和钚-239。 adanes在再生循环的全过程中不浓缩或提取铀-235或钚-239。 因为这种天然有防止核扩散的特征。 ”。 龙子鹏说。

另外，核燃料价格不到压水堆核电站运营价格的10%，但我国的铀资源长期不足。 因为这个核心集团和中广核都在找铀。 如果adanes系统能应用的话，就减少对铀矿的控诉，确保核燃料的供给。

核电站介入。

实际上，这项技术已经很受中国核工业集团企业(简称“核心集团”)和中国广核集团(简称“中广核”)的欢迎。

年，中国科学院和核心集团下属的中国原子能科学研究院共同向国家发改委提出了adanes燃烧器的项目，这个项目在年末得到了批准。

“adanes涉及很多学科，中国科学院内外有数十个机构参加，随着规模的扩大，合作的研究机构会增加。 而且，公司越早参与，技术越迅速发展在完全过程中与公司对接的程度越深，相当于将来的商业化变得越容易。 从技术到工程的过程中，中科院作为科技创新的研发机构也逐渐转变身份。 科技创新阶段以中科院为主，工程阶段以公司为主，到商业应用，中科院可能持股，公司负责宣传。 ”。 龙子鹏说。

龙子鹏认为adanes这样的技术应该在商业化过程中收集社会上有利的资源。 “这也是因为公司有一定的勇气来评价领域技术的前景。 前期风险高，后期收益率可能高。 ”。