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俄罗斯


前苏联建立了包括铀矿地质、铀矿开采、核燃料加工与转换、铀浓缩、核燃料元件制造、核反应堆、核燃料后处理、三废处理等专业完整的核工业科研与生产体系。虽然经历了切尔诺贝利事故以及苏联解体等技术、政治因素的影响,但是现在俄罗斯的核工业基础依然强大。俄罗斯现有33套核电机组在运行,总装机容量为23600MWe,居世界第四位,2012年核能发电占总发电量的17.8%。俄罗斯核工业发展的战略方针是核燃料闭式循环,已形成的乏燃料管理体系包括乏燃料的贮存、运输和后处理,到2012年已累计卸出的乏燃料约22000吨。

1976年4月投入运行的马雅克后处理厂(RT-1,见图1)是目前俄罗斯唯一在运行着的动力堆后处理厂,其采用PUREX流程,并实现了工艺过程完全远程控制和监测。RT-1的贮存能力约为700吨,设计处理能力为400吨/年,设计开工率为300天/年,处理对象乏燃料的U235初始富集度为3.5%,平均燃耗为28600MWd/tU,最高燃耗达42000MWd/tU。但是,RT-1的实际处理能力大大低于设计能力,约为100~120吨/年,主要处理VVER-440反应堆、BN-600反应堆和研究堆的乏燃料,累计处理量约为4500吨,同时,服务对象还包括国外运行着的VVER-440核电站的乏燃料。

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图1  俄罗斯RT-1远景图

为了处理VVER型核电站的乏燃料,前苏联在上世纪70年代计划在克拉斯诺亚尔斯克地区建设处理能力为1500吨/年的RT-2。但该后处理厂建设了大约30%以后,由于各种原因,1989年宣布无限期推迟建设,不过其贮存能力为6000吨的乏燃料接收与贮存设施己建成。俄罗斯也曾希望参照类似UP3的建设模式,拟由韩国进行投资并对韩国的乏燃料进行后处理,但是双方未能谈判成功。

BN-800示范快堆计划2014年建成,用于示范闭式燃料循环和武器级钚的再利用。计划2014年完成30吨/年快堆MOX燃料中试厂的建造,具备为BN-800快堆供应MOX燃料的能力。

目前,由于乏燃料的卸出量远远大于后处理的量,因此俄罗斯乏燃料贮存的问题越来越严重。而且俄罗斯认为把乏燃料贮存在水池中数十年的技术不完全符合现代核安全要求,因此,正在重新评价新建一座大型商业后处理厂和配套设施以及技术研发项目的可行性。2001年,俄罗斯颁布了一揽子联邦法规,允许俄罗斯企业扩展在乏燃料管理方面的服务,即允许其接收来自外国核电厂的乏燃料进行中间贮存和后处理。这些法规的颁布为俄罗斯核燃料闭式循环体系的发展奠定了坚实的基础,也解决了包括环境问题在内的乏燃料管理涉及的诸多重要问题。俄罗斯也正在制定法律和标准,以对核电站进行收费建立乏燃料基金,具体的征收方案正在讨论。

2007年,俄罗斯国家原子能公司成立。该公司按照1995年颁布的联邦《原子利用法》,代表俄罗斯联邦对原子能利用实施管理,其主要业务涵盖俄罗斯核电站核燃料的生产和为国际市场提供铀转化和浓缩等服务。其中长期规划是:发展乏燃料和放射性废物管理能力;发展核电创新技术;开发第三代动力装置的技术方案,基本形成以快堆为基础的闭式燃料循环的新技术平台;建造区域高放废物和中放废物最终处置设施以及长寿命高放废物最终处置的工业试产设施。2007年7月,俄罗斯政府令批准了联邦核与辐射安全专项计划,该专项计划的目标之一是:建造大型的乏燃料和放射性废物管理基础设施;在采矿-化工联合企业建造贮存能力为38000吨乏燃料的干法贮存库,对湿法贮存库进行改造,将其贮存能力增大到8600吨。

根据俄罗斯联邦政府批准的核工业发展专项计划预测,到2020年,俄罗斯联邦核电装机容量从23GW提高到45GW,主要堆型为VVER型。考虑核电综合体发展路线图,俄罗斯乏燃料的卸出速度将从目前的710吨提高到2020年的1000吨,现有的离堆贮存设施可能在2025年左右满负荷。俄罗斯还计划在克拉斯诺亚尔斯克地区建造新的后处理试验示范工厂,用于处理VVER-1000和其他反应堆的乏燃料,年处理能力为250吨。


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