圖片來源：中核集團(tuán)
中國在四代核電技術(shù)領(lǐng)域有了新的突破。
據(jù)中國核工業(yè)集團(tuán)(下稱中核集團(tuán))官微消息，10月9日上午11:05分，中國首座鉛鉍合金零功率反應(yīng)堆——啟明星Ⅲ號，在中核集團(tuán)中國原子能科學(xué)研究院(下稱原子能院)實現(xiàn)首次臨界，并正式啟動中國鉛鉍堆芯核特性物理實驗。
核電機(jī)組臨界，標(biāo)志著機(jī)組的整體系統(tǒng)、設(shè)備的調(diào)試基本完成，機(jī)組進(jìn)入到有最低限度有核功率的穩(wěn)定運行狀態(tài)。
鉛鉍反應(yīng)堆及零功率實驗項目總負(fù)責(zé)人楊紅義表示，這也標(biāo)志著中國在鉛鉍堆堆芯關(guān)鍵技術(shù)上取得里程碑式重大進(jìn)展，鉛鉍快堆研發(fā)從物理基礎(chǔ)研究階段進(jìn)入工程階段。
目前，鉛鉍冷卻反應(yīng)堆作為一種新型的快堆技術(shù)，已經(jīng)列入中核集團(tuán)的研發(fā)重點。同時，中國已經(jīng)啟動了快堆及閉式燃料循環(huán)計劃。
中核集團(tuán)副總經(jīng)理曹述棟表示，要以2025年完成小型鉛鉍堆示范堆建設(shè)為階段目標(biāo)，盡快實現(xiàn)小型鉛鉍堆工程技術(shù)突破，形成型號譜系化開發(fā)能力和批量化生產(chǎn)應(yīng)用能力。
目前，中國自主開發(fā)的小型鉛鉍快堆已經(jīng)基本具備工程化條件。
2002年，第四代核能系統(tǒng)國際論壇(GIF論壇)選定鈉冷快堆、鉛冷快堆、氣冷快堆、超臨界水堆、超高溫氣冷堆和熔鹽堆六種最具發(fā)展?jié)摿Φ亩研停M成第四代反應(yīng)堆系統(tǒng)。
其中，鉛冷快堆(LFR)是指采用液態(tài)鉛或鉛鉍合金冷卻的快中子反應(yīng)堆。它通過閉式燃料循環(huán)方式，具有良好的核廢料嬗變和核燃料增殖能力，及較高的安全性和經(jīng)濟(jì)性。它被GIF評定為有望首個實現(xiàn)工業(yè)示范和商業(yè)應(yīng)用的第四代反應(yīng)堆。
據(jù)楊紅義介紹，其中，鉛鉍合金熔點低、沸點高，相比傳統(tǒng)的反應(yīng)堆，除更高的固有安全性和抵御嚴(yán)重事故的能力外，還有更高的能量密度和更長的運行壽期。
在應(yīng)用方面，鉛鉍堆可以設(shè)計為百萬千萬級的大型電廠，也可設(shè)計為兆瓦級小型模塊化核電源。
“它能有多小呢，公路上跑的汽車就能運載它，是真正的可移動核電源。”楊紅義說。
啟明星系列零功率堆，是中核集團(tuán)為開發(fā)先進(jìn)反應(yīng)堆工程技術(shù)，自主設(shè)計和建造的國內(nèi)唯一的重要反應(yīng)堆物理實驗平臺。
20年前，原子能院啟動了ADS和鉛鉍反應(yīng)堆相關(guān)技術(shù)的研發(fā)工作。
2005年7月，中國首座快熱耦合ADS次臨界反應(yīng)堆——啟明星I號在原子能院建成臨界，并成為國際原子能機(jī)構(gòu)開展ADS實驗研究的基準(zhǔn)裝置。
2016年12月，啟明星II號鉛基雙堆芯零功率裝置在原子能院實現(xiàn)臨界。
啟明星III號針對鉛鉍反應(yīng)堆工程技術(shù)目標(biāo)，歷時近兩年建成。其首次實現(xiàn)臨界后，還將開展一系列實驗工作。
據(jù)中核集團(tuán)介紹，該反應(yīng)堆瞄準(zhǔn)鉛鉍快堆工程化重點難點問題，在大尺寸鉛鉍合金冷卻劑材料中準(zhǔn)確構(gòu)建了核燃料和鉛鉍合金冷卻劑材料交互方式，更加準(zhǔn)確地模擬鉛鉍反應(yīng)堆的堆芯物理特性。
該反應(yīng)堆還配備了基于不同原理的多套非能動安全停堆系統(tǒng)，固有安全性強(qiáng)。
國際社會也在加快推進(jìn)鉛冷快堆等第四代核電技術(shù)的發(fā)展，研發(fā)鈾鉬合金燃料和耐事故燃料。
今年4月發(fā)布的《2018年國外核工業(yè)與技術(shù)重大發(fā)展動向》顯示，俄羅斯已批準(zhǔn)建造鉛冷快堆核電站，計劃2022年啟動建設(shè)，并提前啟動配套核燃料制造廠建設(shè)。
歐洲計劃2030年左右完成600MW鉛冷快堆ELSY和125MW鉛冷快堆ALFRED示范堆的建設(shè)。
美國2018年出版的四代反應(yīng)堆技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其中規(guī)定了鉛冷快堆的設(shè)計建造基本技術(shù)要求。(記者 |江帆)
