我国核电技术发展与创新分析

 我国核电技术发展与创新分析

王亮1  ,王扣2

1.2.中国电建集团核电工程有限公司 250102

摘要：随着社会经济的快速发展，我国的能源需求快速提升。随着人口快速增加，资源压力越来越大，我国急需进一步优化能源结构。作为一种高经济性、高清洁性以及高效性能源，核电自然成为重要的节能减排资源。因此，核电必然会在能源体系中凸显出其重要价值，这种情况下我国必须采取有效措施推动核电发展。

关键词：核电；技术；发展；创新

    核电是一种清洁能源，在能源低碳清洁方面发挥着重要作用，加上在保证能源供应效果显著，因此目前已成为世界范围内广泛使用的一种能源。相比于太阳能、风能，核电体现为经济性高、减排效益高等优势。近年来，随着这项技术的快速发展，核电的经济性快速提升，核电的大规模发展意成为提升我国能源供应能力的一项重要举措。从我国目前的能源状况来看，大力发展核电已成为一项必然趋势。从核电发展领域来说，技术创新是重中之重。下面着重就我国在核电方面的技术发展与创新展开分析。

一、核电技术发展及面临问题

（一）核燃料循环

1.加大快堆发展力度

    在热堆核燃料中，铀的“一次通过”循环资源利用率小于1%，热堆核闭合循环下可显著提升其资源利用率，提升率为0.2～0.3%之间，快堆核闭合循环下可提升气资源利用率50～60倍。着眼以后的发展，两种燃料中快堆核闭合循环将成为核能可持续发展的一条重要出路。快堆裂变链式反应中，与热中子堆的中子相比，其种子平均速度要快出上千倍。行快堆发电时，在消耗易裂变燃料的同时，还会有新的易裂变燃料产生，并且新产生的易列裂变燃料相比消耗的燃料要多很多，这种情况下易裂变燃料就会增殖，因此又称快堆位“快种子增殖堆”。因此，在地球铀资源有限的影响下，假如不尽快走出一条快堆增殖的发展道路，那么世界上的常规燃料资源将难以满足以后的核能发展需求。

2.发展超临界水堆、超高温气冷堆

    从一定程度上来说，超临界水堆事超临界火力发电机组、现代商用冷水堆二者的结合。相比常规水冷堆，超临界水堆热效率更高，系统更加简化，同时燃料的利用率也更高。利用超高温气冷堆可有效满足以后高温工艺热、核能制氢等方面需求，体现为发电效率高、安全性能好等特点，在电网要求、厂址选择等方面灵活性比较高，因此可以利用超高温气冷堆核电站补充大型压水堆核电站的不足。

（二）核废料处理

1.减少核废物量

    众所周知，核电厂乏燃料中存在高放射性长寿命锕系元素，利用快中子堆可以烧掉这些锕元素，即裂变为短寿命裂变产物。锕系元素可以将能量高出0.1～1.0MeV的快中子吸收掉，从而发生裂变，如果将MOX燃料以适当比例掺入进去，加入快堆中燃烧掉，即可有效处理此类核素。从理论上来说，需要将与世界隔离上万年的放射性危害转变成与世界隔离仅为几百上千年的。另外，由于超临界水堆中中子的能谱比较高，因此它具有锕系元素等高放射性长寿命核废物同样的潜力。

2.核废料处理技术

    在技术、舆论以及环境的压力下，世界各国堆核废料的处理体现出了不同的研究方向。由于冰冻、深海床等处理技术都存在不彻底性的特征，因此经常会遭受舆论攻击，成为当前备受争议的处理技术。比较而言，送入太空、深度钻孔技术更为安全，也更加受人们的推崇，但也不是说此类技术不存在缺点，其中送入太空的成本过高，在技术方面的要求也非常高，深度钻孔目前在钚元素回收上仍然处在瓶颈之中。随着科学技术的快速发展，堆核电站废物的处理依然处在不断改进和完善之中，目前韩国开发了玻璃固化技术，将熔融状态的玻璃和放射性废物混合，经高温加热及提及缩小等技术，做造出相对稳定的玻璃固体。即使是在极度恶劣的环境中，这种玻璃化的放射性物质也不会发生泄漏，所以应用这项技术可以显著减小放射性泄漏的可能。

二、我国核电技术的创新路径

    从近年来我国核电发展的情况来看，一直都处在选择核电技术路线的不断尝试与探索之中，因为所处阶段是不同的，限制核电技术创新的因素也存在差异，因此创新模式也会体现出差异。

（一）自主创新

    自主创新的目的在于掌握其他国家或其他未掌握的核心技术，通过自主创新可以提升产品的核心竞争力。从核电技术自主创新的角度来看，我国与发达国家比较依然存在着很大差距，这种情况下，为了进一步提升核电技术的竞争力，我们必须加大自主创新的力度。目前，很多核电大国的核工业体系已经比较完备，在核电技术上拥有了自主知识产权。例如美国，现在已经掌握了全球范围内最为重要的核电技术，因此它的核电发展已经居于世界前列。

（二）合作创新

    通过合作创新可以有效整合发达国家与跨国企业之间的资源，通过共同合作的方式一同承担风险，以达到降低成本、互惠互利的目的。目前，世界范围内的核电堆型技术都是由不同国家合作研发出来的，比方说压水堆技术就是由德国西门子与法国法马通两个企业合作开发出来的。现阶段，世界各国都在致力于堆第四代核电技术的研发中，原子能机构中的各成员也在非常积极的寻求合作以及创新。

（三）模仿创新

    模仿创新是指从发达国家引进或购买先进技术，再从技术上进行改进和创新。通过利用这种技术创新，可以在短时间内获得需要的技术，暂时性的缓解技术上面临的困境。由于我国在核电技术方面的发展比较晚，利用模仿创新的方式可以有效积累原始技术，同时还能为核电技术自主创新工作提供有效的借鉴和参考。例如从CP1000技术创新发展历程可以窥探出我国在核电技术方面进行模仿创新的过程。目前，我国已经拥有CP1000技术的自主知识产权，并且具备了出口的基本条件。

（四）不同技术创新模式的结合

    从自主创新模式的分类来看，主要有原始创新、集成创新以及引进消化再创新几种不同类型。拿其中引进消化再创新来说，主要是指企业充分消化和吸收其他先进技术，在此基础上进行创新。从核电技术创新的角度来说，将国外的核电堆型技术引进来以后，再对引进的技术进行深入研究，以达到改进与创新的目的。很显然，这并非全新的创新，而是引进和吸收、改进技术的过程。这种模式类似于模仿创新，比方说在对核电技术进行创新时，我国最早用的就是从国外引进的技术，通过一番模仿、创新后，再与国外相关企业合作，最终达到创新的目的。

结语：

    综上，现阶段，我国在经济发展上正处在黄金时期，这种背景下我们应该牢牢把握住核电发展的重要时机，增加资金等方面的投入力度，构建完备体系。我们可以比较国内外在核电发展方面存在的异同，并且借鉴核电发展比较先进国家的经验和教训。另外，目前在核电发展领域，我国依然存在很多值得重视和思考的问题，以后核电必然会我国获得大规模发展，因此必须对核电安全引起高度的重视，并且制定出最为合理、有效的发展战略，逐步推动标准化建设的步伐。

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