俄罗斯将“最先”实现核燃料“闭环”

据《世界核新闻》2月27日报道，俄罗斯国家原子能公司（Rosatom）总经理阿列克谢o利哈乔夫向普京总统报告国家核"创新"，通过铅冷快堆实现核燃料"闭路循环"的进展。

根据克里姆林宫发布的会议记录，2月27日，普京单独接见阿列克谢o利哈乔夫（Alexey Likhachov），听取核能"创新"汇报。利哈乔夫原任俄罗斯经济发展与贸易部原副部长，普京总统任命谢尔盖o基里连科为总统办公厅副主任后，接任此职。普京总统最关心俄罗斯核动力破冰船队问题。利哈乔夫描述了Rosatom对北部地区原材料运输增加的预期，以及用其他线路，包括苏伊士运河等海运航线，调整货运的可能性，重点说明"突破"项目：实验性BREST-300型核能系统的创新。

近年来，在核能技术出口上，俄罗斯是世界的最大"赢家"。到世界各地去建核电站，是俄罗斯最亮丽的"名片"。利哈乔夫说，"尽管竞争激烈，但我们在海外建设的机组数量比其他所有国家都多"。对此，中国人可以作证，因为仅中国从俄罗斯购买的核电装机"容量"就达400万千瓦以上。按照权威人士的说法，出口一台百万千瓦的核电机组，相当于出口200架大型客机。要用价值千亿的日常生活用品做"补偿贸易"，所需车皮和货船难于数计。普京总统接见原子能公司总经理，关心海陆运输，不是为竞选总统"拉选票"。

对于所有发展核电的大国，核燃料"闭路循环"都是"重中之重"。道路不同，成效不明，还处在"胶着"状态。核燃料，谁都愿意多次"再循环"，"吃干炸净"。此中没有"意识形态"上的分野，纯粹是"技术可能"和"经济划算"的分析和判断。比尔o盖茨与中国共建"行波堆"型核电站，明确核燃料"一次通过"，也是技术、经济上的考虑。"防止核扩散"属政治范畴，核能专家认识有分歧，因为至今还没有通过引进核发电装置开发出核武器的先例。

俄罗斯一直在开发"双层"核动力装置，即用快堆"补充"传统的VVER型压水（热）堆。利哈乔夫说，"我们是唯一有商业上使用这种反应堆经验的公司。我们在斯维尔德洛夫斯克地区（Sverdlovsk）的别洛雅尔斯克（Beloyarsk）核电厂有BN-600和BN-800两个机型的钠冷快堆。但早在2016年就在新西伯利亚托木斯克地区的塞沃斯克（Seversk）启动了突破（Proryv）项目，正在建造实验性的BREST-300型核电机组、核燃料生产和乏燃料再循环模块"。"转向"铅冷快堆技术，"专注全新领域的原因"，因为Rosatom"感到竞争在加剧"，"我们的合作伙伴、朋友和竞争对手迟早会获得这项技术。"

俄罗斯一直在开发两种快堆技术，最有经验的是钠冷快堆，但还不是"第四代"核能系统。铅冷快堆是俄罗斯自己开发的"独特"技术，是世界公认的"第四代"核能系统。两种堆型发展存在竞争；即使铅冷快堆"路线"，也存在"铅-铋合金"和"纯铅"冷却之争。最早说先建一台铅-铋合金冷却的模块式SVBR-75/100型，2017年在新沃洛涅什建成发电。后来改为纯铅冷却方案。

利哈乔夫说，"核燃料闭路循环，热堆和快堆技术相结合，能反复不断地利用核燃料废物"，BREST-300型反应堆"突破"项目有三大特点：

●快堆发生事故的风险低得多，因而"安全"级高得多；

●核燃料再利用"使我们的资源几乎是无限的"，"换句话说，现有的铀足够我们用几千年"；

●核废物储存的成本非常昂贵，俄罗斯能把放射性核废物减少到"几乎为零"，"有个所谓的等价交换原则。像所有天然资源的一样，开采铀矿的放射性与返还（处置）时的当量相同"。

Rosatom还想超越"中试"项目，使"突破"推进到商用规模。利哈乔夫说，"我们想在世界各地建造快堆，首先要在俄罗斯建造这样的商用堆，机组容量至少1200MWe"。公司已经向政府提交提案，希望能在2020年使第一个1200MWe的快堆加入国家能源系统。他补充说，"以后，我们就能向全世界的合作伙伴和其他国家，不仅仅提供标准的水冷、水慢化反应堆，而是整个商用能源综合设施"。

俄罗斯走铅冷快堆路线，实现核燃料闭环的目标，纯铅"代替"铅-铋是新技术。俄罗斯科研基础深厚，有充分的技术准备，风险不大。前端技术上没有障碍，铅冷核动力潜艇是成功的标志。后端改用高温化学工艺、金属氮化物燃料，没有核扩散的"口实"，俄罗斯已经技术上走"通"了。需要验证的是"经济"成本。

俄罗斯通过铅冷快堆系统实现核燃料闭环，是国际公认的第四代核能技术路线，但何时取得成功，取决于俄罗斯"经济"和核电"经济"。没有钱，什么都办不成。利哈乔夫说，过去6年Rosatom投资大约增加了20%，而国家预算内的筹资份额从40%下降到24%。"公司将资金投放到新产品，当然，也投资于建设核电厂"。现在俄罗斯核电出口成了俄罗斯经济的支柱，"突破"项目，建设资金问题不大，再"推进"到商用规模（1200MWe）也是有可能的。资金及时到位，2025年前建成中试规模的BREST-300，是有可能的。

竞争无处不在。据2月22日美国西屋公司网站报道，它们已与意大利国家新技术、能源和可持续经济发展机构（ENEA）和安萨尔多核能公司签署开发铅冷却快堆技术的合作协议。意大利的这两家是欧盟原子能共同体开发ELSY-铅冷系统的"积极"分子和"骨干"成员。它们称"铅冷快堆是改变清洁能源行业游戏规则的技术"，"在全球能源市场上，LFR技术在安全性和经济竞争力两方面具有优势"。所以，在今后的5-10年间，铅冷快堆开发存在技术、经济的激烈竞争。

"突破"项目资料

项目名称：中试能源综合设施，ODEK

项目位置：新西伯利亚，托木斯克地区，塞沃斯克（Seversk）原子城

项目管理：Rosatom→TVEL→SCC

项目构成：

●BREST-OD-300型铅冷快堆核电机组：2017年开工，18年续建，2022年试运行。俄罗斯电力工程研究设计院NIKIET设计。

●乏燃料后处理模块：高温冶金工艺，2022年建成。计划2021年处理几十吨核电厂的乏核燃料

●核燃料加工模块：燃料加工设备已交货，烧结炉采用ECM技术，俄罗斯Sosny制造（法国专家参与）。芯块：铀-钚氮化物；燃料细棒；燃料组件。2014年8月开工，2018年建成。

项目预算：BREST-OD-300，8.09亿美元；燃料加工模块+乏燃料后处理模块，5.5亿美元。

参考资料：

WNN，Rosatom briefs Russian president on strategic goals，28 February 2018

NEI，Construction of Russia's BREST reactor to start next year，9 August 2016

WNN，Design completed for prototype fast reactor，02 September 2014

NEI，Fuel plant for Russia's Breakthrough project to be built in 2018，January 2018

ChinaDaily，Russian scientists develop software for next-gen nuclear reactor technology，ZAKER，

Dan Yurman，Recent Developments in Advanced Reactors in China, Russia，Neutron Bytes，January 8, 2018 

Westinghouse,WESTINGHOUSE ELECTRIC COMPANY SIGNS COOPERATION AGREEMENT FOR LEAD-COOLED FAST REACTOR DEVELOPMENT,February 22, 2017