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英国


英国作为五个核大国之一,核工业的发展已经有半个多世纪的历史,其在反应堆技术、核能发电、铀转化与浓缩、燃料制造、后处理、核废物管理与处置、核退役等方面都拥有一定的工业基础和许多独立的技术。从上世纪五十年代起,英国共建造了45座动力反应堆,目前正在运行的还有16座(15座气冷堆,1座压水堆),占全国总装机容量的18.1%。英国核燃料循环的策略师闭式循环发展路线,乏燃料管理的主要方式是后处理,自1952年以来一直在塞拉菲尔德进行商业规模的后处理。

目前,在后处理方面,世界上只有英国的THORP厂(见图1和图1-9)与法国的阿格厂一样,是已运行多年的大型(达到800吨/年)商用动力堆后处理厂,并提供了约6000个就业机会。英国在大型后处理厂的设计、建造、运行等方面都拥有独到的经验和技术。THORP厂设计使用寿命为25年,设计处理能力为1200吨/年,可以处理先进气冷堆和轻水堆的乏燃料,设计处理燃料的最高铀浓缩度为4%,先进型气冷堆燃料为25000MWd/tU,轻水堆燃耗为40000MWd/tU。

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图1  英国THORP厂建设阶段

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图2  英国THORP厂远景图

THORP厂在建设过程中,因为快堆发展受阻并且核武器退役钚过剩等原因,造成工厂的运行时间拖后,致使前期投入增多,工程总投资达28亿英镑(约合43亿美元)。THORP厂第一个十年的后处理合同金额为60亿英镑,确定的处理量为7000吨铀的乏燃料,预计将盈利5亿英镑。然而,由于设计、建造、运行等技术问题以及后处理需求等因素的影响,THORP厂始终未达到其设计能力,最高仅达到了900吨/年,特别是在2005年发生液体泄露事故后,其运行始终处于不正常状态,截止2004年,累计处理了5644吨乏燃料。

2001年,英国第一座商业规模的MOX燃料制造设施即塞拉菲尔德MOX厂(SMP)获准运行。SMP在实体上与Thorp厂相连,提供了一个真正一体化的循环设施,消除了将分离钚运输到一个单独设施的必要性。但是由于英国政府不再支持快堆计划,位于苏格兰当里的原型快堆(PFR)于1994年3月关闭,因此MOX厂(SMP)不再为本国快堆生产MOX元件,后来由于后处理日本的乏燃料因此开始为日本生产MOX元件。2012年,英国核退役局(NDA)与通用日立公司签署一份协议,计划在英国塞拉菲尔德建设Prism先进快堆,以直接处理英国的100吨钚废物。

塞拉菲尔德一厂早在1952年就投入了运行,是英国从气冷堆卸出的镁诺克斯包壳天然金属铀元件中提取军用钚的大型后处理工厂。1964年英国塞拉菲尔德二厂投入运行后,该厂即关闭。塞拉菲尔德二厂也是用于后处理镁诺克斯包壳天然金属铀燃料元件。该厂处理能力实际可达8吨/天,退役之前基本可把所有的镁诺克斯燃料处理完,为英国核燃料循环工业做出了重要的贡献。

英国核燃料公司(BNFL)在英国的核工业系统中有十分重要的地位和作用,其成立于1971年,在1998年与Magnox电力公司合并后,成为同时经营核电与核燃料循环服务的公司。1999年,BNFL获得了西屋电力公司的核能业务,使该公司成为全球性的核燃料制造企业,同时西屋公司在反应堆设计和服务方面的专业知识与技能又加强了BNFL在美国和国际市场的地位。2006年初,为了调整公司的业务,经过近半年策划与竞标,BNFL以54亿美元的高价将西屋电力公司的股份卖给了东芝公司。

目前,英国政府为了将工作重点放在英国核设施退役和清污上,英国政府建立了一个新机构,即核退役局(NDA)来管理英国的退役和清污工作。由于英国原有的反应堆将逐步达到设计寿期,因此英国政府正在考虑建设第三代的轻水堆核电站,可以预见其未来轻水堆的数量和装机容量水平不会太低于目前的状况,因此,英国是否完全放弃后处理还有很大的不确定性。另外,英国政府在选择地质处置库的过程中受到了可能选址当地的强烈反对,因此,在一段较长的时间内,英国是无法选择一次通过的乏燃料管理政策的。


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