核廢物可以是資產而非負擔

要讓核電廠產生的高放核廢物能夠推動能源部門的循環經濟發展，該怎么辦？ 在閉式燃料循環中運行的快中子反應堆可以實現這一目標。

快中子反應堆使用未被水等慢化劑減慢的中子來維持裂變鏈式反應，與現有的核反應堆相比具有一定的優勢。當在再循環利用核燃料的全閉式燃料循環中運行時，快中子反應堆有可能從相同數量的天然鈾中提取比核反應堆多60～ 70 倍的能量，從而顯著減少高放廢物數量。

國際原子能機構副總干事兼核能司司長米哈伊爾·丘達科夫說：“在閉式燃料循環中使用快堆時，1 kg 核廢物可以多次循環利用，直到鈾全部用完，錒系元素（其放射性可保持數千年）被燒盡。然后剩下的是大約30 g 的廢物，這些廢物將在200 到300 年內具有放射性。”

快堆是核能早期部署的首批技術之一，當時鈾資源被視為稀缺資源。然而，隨著技術和材料方面的挑戰阻礙了發展，并且新的鈾礦藏被發現，輕水堆成為行業主要發展堆型。然而，一些國家正在努力推進快堆技術，包括小型模塊堆和微型反應堆。

目前有五座快堆正在運行：俄羅斯聯邦的兩座在運反應堆（BN-600 和 BN-800）和一座試驗快堆（BOR-60）、印度的快增殖試驗堆和中國實驗快堆。歐盟、日本、美國、英國和其他國家都在開展針對各種目標和功能的快堆項目，包括小型模塊堆和微型反應堆。

對于一些國家來說，在全閉式燃料循環中運行快堆被視為確保核能長期可持續性的途徑。

正在塞韋爾斯克建設的俄羅斯試點示范能源綜合體匯集了一座鉛冷BREST-OD-300 快堆、一座燃料制造和再制造廠以及一座鈾-钚混合乏燃料后處理廠。此外，還將建造一座深層地質廢物處置庫。這個試點項目的重要性不僅在于展示能夠進行新燃料的制造、輻照和再循環，而且在于展示所有這些工作在同一個場址完成。

“將整個閉式燃料循環過程設在同一個場址，有利于核安全、核安保和核保障。”原子能機構核燃料循環技術負責人Amparo Gonzalez Espartero 說，“這在經濟上也更有意義，因為核廢物和核材料不需要像目前在一些國家那樣在不同地點之間轉運，從而最大限度地減少了運輸和后勤挑戰。”

運行任何規模的閉式燃料循環都需要快堆以及用于后處理和再循環的基礎設施。除其他原因外，經濟和保障因素使得不是每個國家都能擁有后處理設施。為了降低成本，后處理設施可向其他國家提供服務，或者各國可共享設施。

俄羅斯還計劃在2035 年之后部署下一代1 200 MW（電） 快堆，作為與輕水堆并存的自維持系統的一部分。借助快堆，核反應堆的乏燃料將被后處理和再利用，最終產生的廢物比常規核燃料循環的廢物小十倍。

其他國家也在推進相關項目。中國正在福建省霞浦縣建造兩座鈉冷快堆（CFR-600）。第一臺機組正在調試中，預計將于2024 年并網。美國由微軟聯合創始人比爾·蓋茨支持的快堆項目正在開發中;盡管美國正在重新努力研究閉式核燃料循環，并利用現有核廢物開發自己的燃料供應，但該項目不會在閉式燃料循環中運行。在歐洲，比利時MYRRHA 項目旨在到2036 年建造一個鉛鉍冷卻加速器驅動系統，以測試其作為未來全閉式燃料循環的一部分分解次錒系元素的能力。

“ 各國正越來越多地關注如何再循環利用乏核燃料等資源，以清潔方式為本國經濟提供動力。”原子能機構快堆技術研發團隊負責人Vladimir Kriventsev 說，“目前，材料科學、反應堆物理和工程方面的技術創新改善了設計，增強了安全性能，降低了建造和運行成本，從而提高了快堆核電廠的經濟性。”

原子能機構通過協調研究項目、技術出版物、技術工作組和會議，在支持快堆的開發和部署中發揮著關鍵作用。原子能機構“核反應堆和燃料循環革新型國際項目”還通過支持各國的規劃與合作，助力推進快堆和相關核燃料循環的發展。

（來源：IAEA 網站）