俄罗斯的“绿色”后处理是核技术的重大进步

《中国核网》2017年12月1日刊载《国防科技信息网》新闻报道[1]，说俄罗斯“已经开始使用可将环境风险最小化的独特‘绿色’技术对乏燃料进行后处理”，2021年将开始“工业规模”运行。这是核技术的重大进步，对核工业关系重大。但传媒界反应冷淡。
 
核电厂“用过的”核燃料(又称“乏核燃料”或“乏燃料”)后处理，是实现核燃料“闭路循环”最关键的步骤，是核能发展的“生命线”环节。否则，必然灭亡，而且毫不足惜。因为近来反核人士进行恐吓宣传，把“乏燃料”说成“核废物”，有“剧毒”，是社会公众继续接受核能的重大心理障碍。
 
传媒的“冷淡”，或许有些误解。核能“出身”军用，“用过的”核燃料后处理，原用来提取核武器材料，也有“核扩散”的风险。那是指“湿法”后处理，用于军事，可不惜“代价”，不计成本;但对民用，技术复杂，环境负担沉重。而“干法”，又称“高温冶金”后处理，要简单得多[2]。美国阿贡实验室开发的这种技术，曾在实验室或“中试”规模上成功用于钠冷快堆EBR-II“用过的核燃料”后处理，也是世界有核国家致力研发的重点核技术。目前多在实验室研究或中试阶段，到“商用”应用，还有某些距离。美国担心核扩散，自己不开发、甚至曾反对西方国家继续开发这种技术。但对俄罗斯没有约束力。
 
《国防科技信息网》的报道，源自英国《国际核工程》(NEI)杂志网上的文章[3]。从核能专业常识看，俄罗斯的‘绿色’后处理技术，大体上与西方的“干法”技术相似，但不包括乏燃料内“微量锕系元素”(MA，主要指镎、镅和锔)处理(嬗变、销毁)，特点是“完全没有液态低放废物”。俄罗斯转向“干法”后处理技术，是一大进步。
 
以下是NEI文章的逐段意译。如有差错，欢迎批评指正。(信箱：dumhai@126.com)
 
俄罗斯追求开发环境友好的后处理工艺
 
俄罗斯采矿与化学联合企业(MCC)位于克拉斯诺亚尔斯克地区泽尔赫茨诺格尔斯克，是国家原子能公司Rosatom的子公司，已开始用独特的“绿色”技术，对核电厂用过的核燃料(乏燃料)进行“中试规模”的后处理，使环境风险最小化。
 
MCC将于2020年开始在工业规模上进行这种“再循环”。建在MCC化学与同位素化学厂内的实验与示范中心(ODC)，使用最新的、环境友好的技术进行核燃料放射化学后处理。这个最初的综合设施，将用于开发半工业规模的后处理工艺体系。今后还要利用ODC技术，建设大型设施即TR-2，再循环乏燃料。
 
这种技术的特点是，完全没有液态低放废物。巴拉科夫(Balakovo)核电厂的VVER-1000型反应堆的乏燃料组件，在厂内储存23年，运达MCC，现已装入ODC的一个“热室”。燃料组件首先要进行燃料细棒热化学开孔和分段，然后通过“容积氧化”过程，抽离气态和挥发性的放射性氚和碘-129，避免溶入燃料组件碎屑内含物，生成液态放射性废物。接下来是铀-钚分离，并以铀和钚氧化物的形态返回燃料循环(按计划，用铀和钚的氧化物生产铀-钚混合氧化物。用于快堆称MOX燃料，用于热堆称REMIX燃料)。裂变产物经调制、玻璃固化，再装入安全防护容器。
 
新的后处理技术经完善，将按比例放大用于二期、全范围的实验与示范中心(ODC)，成为核燃料“闭路循环”工业的基础。ODC厂房建设和二期工作还在进行中，以便2020年以后，试验与示范中心可以开始工业规模的运行。 据MCC董事长彼得•加夫里洛夫(Petro Gavrilov)说，MCC期望2021年处理几十吨VVER-1000型反应堆乏燃料。
 
MCC是俄罗斯国家原子能公司Rosatom以创新的新一代技术为基础，开发核燃料闭路循环的重要企业。MCC有三种高科技设施，用于乏燃料储存、处理，以及快堆的新型MOX燃料生产。