2011年全球核工業(yè)、核電技術(shù)發(fā)展回顧
發(fā)布時間:2012-1-8 5:50:05 作者:yztpdq 來源:本站 瀏覽量:3773 【字體:
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據(jù)國際原子能機構(gòu)預(yù)計,盡管日本發(fā)生了嚴重的福島核危機,但隨著對氣候變化、多變的化石燃料價格以及能源供應(yīng)安全方面的擔(dān)心,許多國家都對發(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 后福島時代下的核電發(fā)展
核電使用一直是一個備受爭議的話題,2011年3月11日,日本里氏9.0級大地震以及隨之爆發(fā)的巨級海嘯導(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)了整個人類對核能運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,目前已完成兩個階段的事故處理目標。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)逐步進行。
福島核電站事故對世界核能發(fā)展造成很大影響,各國已對本國核電安全進行了重新審查,并進一步加強了安全措施。德國則調(diào)整了未來核電政策,表示放棄發(fā)展核能。
1.2 世界核電機組延壽增容迅速發(fā)展
由于核電站延壽增容經(jīng)濟效益突出,以美國為代表,世界各國都在積極推進在役二代核電的延壽增容,取得了很大的成績。在福島核事故后的這段時間內(nèi),延壽增容工作異?;钴S,進展很快,活力強勁。美國、韓國和阿根廷等國均計劃將在未來幾年內(nèi)對本國核電機組進行更新和延壽。
1.3 伊朗布什爾核電站并網(wǎng)發(fā)電
2011年5月9日,伊朗對布什爾核電站進行運行前的最后測試,預(yù)計該核電站將在未來兩個月內(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)堆輪機測試工作完成。9月4日,布什爾核電站并入國家電網(wǎng)并開始發(fā)電。
1.4 多國提出建新核電站計劃
4月20日,羅馬尼亞計劃通過新建反應(yīng)堆和核電站在2035年前擴大本國核電規(guī)模。
7月17日,印度開始在Rawatbhata建造該國第25座核電反應(yīng)堆。
8月23日,巴西計劃于2015年在該國東北部開始動工修建另一個具有四座核反應(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年批準了增加了9.6千兆瓦核電能力的計劃,但自日本福島核事故發(fā)生后,對核安全問題的擔(dān)憂促使彼得斯將新核電站投標程序延緩到了明年。
2 各國積極開展反應(yīng)堆技術(shù)研究
新一代更安全、更經(jīng)濟的核電技術(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、應(yīng)對氣候變化的一個理性選擇。在長期的二代和二代改進機型發(fā)展時期,核電保持了對煤電的競爭優(yōu)勢,發(fā)展三代核電技術(shù)順應(yīng)了世界核電發(fā)展趨勢。
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)做好準備參與美國能源部的示范計劃。這個200MWe的反應(yīng)堆設(shè)計是一個一體化壓水堆。它被設(shè)計為完全在工廠制造,并且可以通過鐵路運輸。
2.2 俄羅斯將虛擬實境技術(shù)應(yīng)用于核工業(yè)
2011年8月,俄羅斯國家核能公司展示了將虛擬實境技術(shù)應(yīng)用于新反應(yīng)堆的設(shè)計和新核電廠建設(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)計者提供一個將不同類型的反應(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行決策的制定。
2.3 美國為太空開發(fā)設(shè)計微型核電站
2011年8月,美國能源部愛達荷國家實驗室的科學(xué)家設(shè)計了一個微型核電站。 這個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入反應(yīng)堆使用之前的最后一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。針對于不同的反應(yīng)堆類型,燃料元件的設(shè)計和制造都是不同的。
隨著核能的快速發(fā)展,對燃料元件制造服務(wù)的需求將越來越大。但是,元件制造的市場需求也受到企業(yè)的反應(yīng)堆運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)改進所推動。
全世界所有類型的輕水堆燃料生產(chǎn)能力大于實際的需求,處于供大于求的狀況。
目前美國正在開發(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)堆場址貯存乏燃料的安全性。人們在討論乏燃料是否應(yīng)該盡快從反應(yīng)堆場址中移出,并轉(zhuǎn)移到集中的貯存設(shè)施中。
自從進入核時代以后,對于乏燃料后處理的優(yōu)勢與缺點一直在辯論。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)濟性、放射性材料的危害和核武器的可能擴散。每一個立場似乎都有反對方強烈的抵制聲。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,美國能源部環(huán)境管理(EM)計劃取得多項重要進展,漢福特場址U谷后處理廠退役項目、薩凡納河場址槽貯廢物回取項目等取得重要進展;美國藍帶委員會初步擬定美國核廢物管理建議;英國核退役局(NDA)發(fā)布新版商業(yè)計劃,計劃2011/12年度投入29億英鎊用于核場址清污,未來4年總預(yù)算將高達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,美國核醫(yī)藥制造商——國際同位素股份公司(INIS)繼續(xù)推進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,美國核軍工管理局表示,美國力求在生產(chǎn)醫(yī)用同位素的過程中減少對軍用高濃鈾的依賴。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IMV公司醫(yī)學(xué)信息部最新公布的一份報告稱,美國7230家醫(yī)院和其他場所在2010年全年總共估計進行了1700萬次SPECT(單光子發(fā)射計算機斷層掃描)或SPECT/CT照相。這一數(shù)字在2007年估計為1720萬次,顯示了相對穩(wěn)定且略微下降的趨勢。
2007年到2010年平均每年下降約0.5%。
6.2 世界輻射探測技術(shù)取得廣泛進展
2011年4月,《IEEE 波譜》雜志報道,法國一個研究小組將一項用于對未申報的核反應(yīng)堆中武器級钚和鈾進行監(jiān)測的輻射傳感技術(shù)進行了改進。這項技術(shù)改進使其監(jiān)測精確性高于以往的技術(shù)。
2011年6月日本京都大學(xué)和國家輻射科學(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系統(tǒng)成本的新材料。這種塑料樹脂材料的價格僅為目前輻射探測器使用的材料的約10%。受到放射源照射時,這種樹脂會發(fā)出藍光。
2011年7月美國國土安全部官員與歐洲方面舉行會談,對雙方現(xiàn)有的輻射掃描技術(shù)能力進行了評估。歐洲方面計劃在未來12個月在其位于意大利的中心對8類體系進行檢查,而美國方面則會在國家實驗室對9種技術(shù)進行審核。
2011年9月美國伊利諾斯州西北大學(xué)宣布,其一個研究小組制造的化合物為利用便攜式設(shè)備檢測藏在手提箱中的“核炸彈”的構(gòu)想鋪平了道路。
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