在國(guó)際上核燃料這個(gè)工業(yè)里面，我國(guó)是極少數(shù)幾個(gè)能夠形成核燃料循環(huán)的國(guó)家之一，因此來(lái)說(shuō)對(duì)整個(gè)在技術(shù)水平科技水平我國(guó)將既有話(huà)語(yǔ)權(quán)，甚至還能起到一定的引導(dǎo)作用。此前法國(guó)、英國(guó)、俄羅斯、日本、印度等國(guó)掌握動(dòng)力堆乏燃料后處理技術(shù)，我國(guó)進(jìn)而成為世界上第8個(gè)擁有快堆技術(shù)的國(guó)家。1986年863計(jì)劃實(shí)施，開(kāi)始“快中子增殖堆”課題預(yù)研

1995年12月中國(guó)實(shí)驗(yàn)快堆工程立項(xiàng)

1997年8月中國(guó)實(shí)驗(yàn)快堆被列為863計(jì)劃重大項(xiàng)目

2000年5月核島澆灌第一罐混凝土

2002年8月核島廠(chǎng)房封頂

2005年8月堆本體安裝開(kāi)始

2007年6月堆內(nèi)構(gòu)件安裝完成

2007年7月主控室交調(diào)

2007年12月完成模擬組件安裝

2008年12月全廠(chǎng)安裝完成，綜合冷調(diào)開(kāi)始

2009年3月堆本體氣密性試驗(yàn)完成

2009年4月冷態(tài)調(diào)試結(jié)束，熱態(tài)調(diào)試開(kāi)始

2009年8月熱態(tài)調(diào)試結(jié)束，具備首次裝料條件

2010年6月首次裝料

2010年7月首次臨界

我國(guó)科學(xué)家近日在核研究上取得了重大技術(shù)突破，實(shí)現(xiàn)了核動(dòng)力堆中燃燒后的核燃料鈾钚材料回收，而如果能夠?qū)㈩胁牧显趧?dòng)力堆上實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，意味著在我國(guó)現(xiàn)有核電規(guī)模下，我國(guó)已經(jīng)探明的鈾資源從大約只能使用50到70年變成了足夠用上3000年。

這項(xiàng)技術(shù)的專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)叫“動(dòng)力堆乏燃料后處理技術(shù)”，專(zhuān)家介紹稱(chēng)核電站發(fā)電是通過(guò)核燃料在核反應(yīng)堆中發(fā)生裂變反應(yīng)放出能量，和火力發(fā)電站要不斷加煤一樣，當(dāng)核燃料維持不了一定的功率的時(shí)候也需要更換，這些被換下來(lái)的核燃料組件就叫做乏燃料，通俗的說(shuō)，乏燃料類(lèi)似于火力發(fā)電站中的“煤渣”，但是它又絕對(duì)不是煤渣，而是大寶貝，因?yàn)楫?dāng)年世界的核電技術(shù)下核燃料都只燃燒了3%到4%左右，就維持不了額定功率了，而這些核燃料在燃燒過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生新的核燃料。

這個(gè)時(shí)候就需要把核燃料進(jìn)行后處理，也就是通過(guò)一些列的化學(xué)過(guò)程，把核電站沒(méi)有燃燒完的核燃料和新產(chǎn)生的核燃料提取出來(lái)，再把這個(gè)燃料制成核電站發(fā)點(diǎn)所需要的燃料元件。循環(huán)利用的原理聽(tīng)起來(lái)簡(jiǎn)單操作卻異常艱難，如何對(duì)這些有極強(qiáng)核輻射對(duì)人體有致命傷害的元器件進(jìn)行剪切、分離、提取、提純等等，每一步都是難題，我國(guó)科學(xué)家經(jīng)過(guò)24年的鉆研反復(fù)試驗(yàn)終于突破了全套技術(shù)體系。完全是靠咱們國(guó)家自己自主設(shè)計(jì)、自主建造、自主調(diào)試、自主研發(fā)的設(shè)施，最后一次試驗(yàn)制備出了合格的鈾產(chǎn)品和钚產(chǎn)品，所以說(shuō)它是成功了。

快中子反應(yīng)堆（簡(jiǎn)稱(chēng)快堆）屬于全球第四代核能系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，與目前運(yùn)行及正在建設(shè)的第二代、第三代核電站相比，其形成的核燃料閉合式循環(huán)，可以使鈾資源的利用率提高至60%以上（現(xiàn)有核電站只有1%，也就是提升了60倍）。

由于利用率的提高，相對(duì)較貧的鈾礦有了開(kāi)采的價(jià)值。就世界范圍講，可采鈾資源將因此增加上千倍。以目前探明的天然鈾儲(chǔ)量推測(cè)，快堆的使用可以使鈾資源可持續(xù)利用3000年以上。（綜合科技日?qǐng)?bào)、中國(guó)青年報(bào)等）

截至2012年底,國(guó)內(nèi)已運(yùn)行的核電機(jī)組有17臺(tái),總裝機(jī)容量為1,36萬(wàn)千瓦,每年將產(chǎn)生300多噸的乏燃料,目前已累計(jì)產(chǎn)生4,489組乏燃料,至今已外運(yùn)的有858組乏燃料。隨著在建核電站的陸續(xù)投運(yùn),后續(xù)核電站乏燃料外運(yùn)需求將更多?！笆濉逼陂g,預(yù)計(jì)新產(chǎn)生乏燃料4,249組,需離堆儲(chǔ)存的乏燃料將有576組;“十三五”期間預(yù)計(jì)將新增9,500組,需離堆儲(chǔ)存的乏燃料將有3,200組左右;按照如今建設(shè)速度和規(guī)模,到2020年,累積產(chǎn)生的乏燃料將會(huì)達(dá)到14,000組以上。

根據(jù)我國(guó)在運(yùn)核電站2011～2025年需要離堆儲(chǔ)存的乏燃料統(tǒng)計(jì)共有約8,276組。我國(guó)現(xiàn)有的500噸離堆儲(chǔ)存水池已經(jīng)飽和無(wú)法繼續(xù)接收乏燃料。正在西北擴(kuò)建的800噸乏燃料水池,計(jì)劃2013年底投入運(yùn)行,可接收約1,600組乏燃料?！笆濉逼陂g計(jì)劃開(kāi)工建設(shè)1,600噸儲(chǔ)存水池,含400噸和1,200噸各一個(gè),計(jì)劃分別于2015年和2018年投運(yùn),可接收約3,200組乏燃料?！笆濉逼陂g計(jì)劃再建設(shè)一個(gè)1,200噸乏燃料儲(chǔ)存水池,預(yù)計(jì)2020年投入運(yùn)行,可以?xún)?chǔ)存約2,400組乏燃料。如果進(jìn)展順利的話(huà),我國(guó)離堆乏燃料儲(chǔ)存水池2011～2025年預(yù)計(jì)總共可以?xún)?chǔ)存6,956組乏燃料,尚有1,320組乏燃料的缺口,這部分乏燃料需要另想辦法。如果后續(xù)離堆儲(chǔ)存設(shè)施的建設(shè)進(jìn)度跟不上,后期乏燃料外運(yùn)與離堆儲(chǔ)存的壓力將會(huì)越來(lái)越大,這將影響到核電站的安全運(yùn)行。

乏燃料干式儲(chǔ)存是被國(guó)際經(jīng)驗(yàn)證明更安全、靈活性更好的乏燃料儲(chǔ)存方式,也更符合我國(guó)乏燃料離堆儲(chǔ)存的現(xiàn)實(shí)需求?？梢詾槲覈?guó)后處理大廠(chǎng)引進(jìn)和技術(shù)研發(fā)提供充足的時(shí)間緩沖。是乏燃料后處理未來(lái)發(fā)展的必然選擇。同時(shí)乏燃料干式儲(chǔ)存設(shè)施也將成為一個(gè)新興的產(chǎn)業(yè),市場(chǎng)潛力巨大。因此根據(jù)我國(guó)核燃料循環(huán)后端發(fā)展現(xiàn)狀,有必要盡快開(kāi)展我國(guó)乏燃料干式儲(chǔ)存設(shè)施的研發(fā)和建設(shè)工作。

自1986年美國(guó)核管會(huì)頒發(fā)第一張乏燃料干式儲(chǔ)存容器許可證以來(lái),截止2012年底,國(guó)際上已經(jīng)建立了存量接近4萬(wàn)噸的干式儲(chǔ)存設(shè)施。

1、美國(guó)乏燃料干式儲(chǔ)存應(yīng)用狀況

美國(guó)目前在運(yùn)的核電機(jī)組有104座,共產(chǎn)生了約7萬(wàn)噸乏燃料,并以每年2千噸的速度遞增。美國(guó)的乏燃料采用直接處置的政策,由于乏燃料及高放廢物處置場(chǎng)建設(shè)計(jì)劃推遲,核電廠(chǎng)必須自行解決乏燃料離堆儲(chǔ)存問(wèn)題。美國(guó)的乏燃料離堆儲(chǔ)存采用干式儲(chǔ)存的方式,目前有超過(guò)70%的核電廠(chǎng)建立了乏燃料干式儲(chǔ)存設(shè)施。有約2萬(wàn)噸的乏燃料儲(chǔ)存在或即將轉(zhuǎn)移至干式儲(chǔ)存設(shè)施中。

2、日本乏燃料干式儲(chǔ)存應(yīng)用狀況

日本擁有50臺(tái)在運(yùn)核電機(jī)組,每年卸出約900噸乏燃料。日本核電廠(chǎng)產(chǎn)生的乏燃料主要存儲(chǔ)在核電廠(chǎng)的乏燃料池中。由于乏燃料存儲(chǔ)量已接近乏燃料池的容量,一些核電廠(chǎng)被迫增加存儲(chǔ)能力,以避免乏燃料池的存儲(chǔ)量超出儲(chǔ)存能力。1997年?yáng)|京電力公司的福島第一核電廠(chǎng)建成了一個(gè)由20個(gè)金屬儲(chǔ)存容器組成的干式儲(chǔ)存設(shè)施。日本原子能公司的東海2核電廠(chǎng)建造了容量為260噸(24個(gè)屏蔽容器)干式金屬罐儲(chǔ)存設(shè)施。

3、法國(guó)乏燃料干式儲(chǔ)存應(yīng)用狀況

法國(guó)目前運(yùn)行的核電機(jī)組有58臺(tái)。法國(guó)在執(zhí)行核能計(jì)劃初期,由于自產(chǎn)的鈾礦數(shù)量有限,為了提升法國(guó)能源的安全性,強(qiáng)調(diào)乏燃料是一種資源而不是廢物,即采取乏燃料再循環(huán)利用策略。

法國(guó)僅建有一座乏燃料干式儲(chǔ)存設(shè)施,用于儲(chǔ)存法國(guó)原子能的重水研究堆產(chǎn)生的乏燃料,儲(chǔ)存能力為180噸。

4、韓國(guó)乏燃料干式儲(chǔ)存應(yīng)用狀況

韓國(guó)在運(yùn)的核電機(jī)組有23臺(tái)。到2007年底儲(chǔ)存中的壓水

堆乏燃料存量為4,327.53噸;重水堆乏燃料為5,092.33噸(其中2,425.68噸為干式儲(chǔ)存,2,666.65噸為濕式儲(chǔ)存)。除了部分重水堆乏燃料儲(chǔ)存于Wolsong核能電廠(chǎng)內(nèi)的干式儲(chǔ)存設(shè)施外,其余均采用在核電廠(chǎng)內(nèi)濕式儲(chǔ)存。核能電力公司-韓國(guó)水力與核能發(fā)電公司所負(fù)責(zé)營(yíng)運(yùn)的壓水堆電廠(chǎng),由于廠(chǎng)區(qū)內(nèi)空間不夠,計(jì)劃建設(shè)一個(gè)異地集中干式貯置場(chǎng)。

5、加拿大乏燃料干式儲(chǔ)存應(yīng)用狀況

加拿大目前共有19臺(tái)核電機(jī)組在運(yùn),堆型以重水堆為主。乏燃料目前暫貯在核電廠(chǎng)及中間儲(chǔ)存設(shè)施中,目前統(tǒng)計(jì)有來(lái)

自22個(gè)核電機(jī)組及2個(gè)研究用反應(yīng)堆所產(chǎn)生的42,000噸乏燃料。乏燃料從反應(yīng)堆卸出后,先在水池中儲(chǔ)存7年到10年,以降低其輻射熱與放射性,之后再移轉(zhuǎn)到干式中間儲(chǔ)存設(shè)施中。

6、英國(guó)乏燃料干式儲(chǔ)存應(yīng)用狀況

英國(guó)目前運(yùn)行中的核電機(jī)組有16臺(tái)。反應(yīng)堆類(lèi)型大多是先進(jìn)的氣冷堆,其產(chǎn)生的乏燃料在核電廠(chǎng)內(nèi)短暫儲(chǔ)存至少100天后,以鐵路方式運(yùn)到燃料處理廠(chǎng)進(jìn)行儲(chǔ)存與再處理。干式儲(chǔ)存部分則僅有Wylfa電廠(chǎng)建設(shè)干式儲(chǔ)存設(shè)施。英國(guó)乏燃料管理策略以往是采取再處理方案,然而在2009年公布的國(guó)家核能發(fā)電政策初稿中,新建造的核電機(jī)組將采取開(kāi)放式燃料循環(huán),乏燃料將長(zhǎng)期儲(chǔ)存100年后移至最終處置場(chǎng)存放。

7、我國(guó)乏燃料干式儲(chǔ)存應(yīng)用狀況

我國(guó)目前在運(yùn)核電機(jī)組17臺(tái)。秦山三期核電廠(chǎng)(重水堆)為解決乏燃料的出路問(wèn)題,參考其他CANDU堆的通用做法,在秦山三期核電廠(chǎng)區(qū)內(nèi)選用加拿大AECL公司的MACSTOR-400型混凝土模塊技術(shù)建造乏燃料臨時(shí)儲(chǔ)存設(shè)施。該設(shè)施計(jì)劃建設(shè)18個(gè)QM-400乏燃料干式儲(chǔ)存模塊,已于2009建成了2個(gè)儲(chǔ)存模塊,并每隔5年建造2個(gè)模塊。除此以外,國(guó)內(nèi)其它機(jī)組還沒(méi)有干式儲(chǔ)存設(shè)施。

本書(shū)全面、系統(tǒng)地介紹了核燃料后處理工程的科學(xué)管理、技術(shù)細(xì)節(jié)、尚存問(wèn)題及研究前沿，核燃料循環(huán)概念、各種反應(yīng)堆乏燃料元件的基本特性、核燃料后處理的任務(wù)、核燃料后處理廠(chǎng)的特點(diǎn)、核燃料后處理工藝發(fā)展簡(jiǎn)史，溶劑萃取工藝的化學(xué)原理，乏燃料元件的類(lèi)型、運(yùn)輸、貯存及后處理工藝的基本過(guò)程，乏燃料元件的首端處理，鈾钚共去污分離循環(huán)，钚的凈化循環(huán)和尾端處理，鈾的凈化循環(huán)和尾端處理，溶劑萃取循環(huán)的主要設(shè)備，放射性三廢的處理與處置，后處理廠(chǎng)的監(jiān)測(cè)手段，輻射防護(hù)與核臨界安全控制。