中国核能技术取得突破铀利用率
中国第四代核能技术重大突破 实验快堆首次临界
快 中子 反应堆 形成 的核燃 料闭合 式循环 ， 可使 铀资 源利用 率提 高至 ６ ％以上 ， 可使 核废 料产 生 ０ 也
量得 到最大 程度 的降低 ， 实现放 射性废 物最 小化 。 国际社 会普遍 认为 ， 发展 和推 广快堆 ， 于解 决世 界 对 能源 的可持 续发展 和绿 色发展 问题具 有重 大价值 。 中 国实 验快堆 是 国家“ ６ ” ８ ３ 计划项 目， 也是 中核集 团第 四代核 能技 术研 发 的重要 一 步 。该 堆位 于 北京 中国原 子 能科学 研究 院 ， 采用 已在 美 、 、 、 法 俄 日等 ８个 国家有 多堆 运行 经 验 的钠冷 快 堆技 术 ， 其 热功 率为 ６ ５兆 瓦 ， 电功 率 ２ Ｏ兆瓦 。 通过快 堆项 目实施 ， 中核 集 团建 立 了快 堆工 程研发 中心 。 一 中心是 中 国唯一 的快堆技 术研 发基 这 地和 技术研 发 的重 要平 台 ， 中 国快堆 发展 打下 了坚实 的基础 。 为 中核 集 团的快堆 发展 拟采取 三步走 战 略， ： 即 实验 快堆一 示范快 堆一 大型商 用快 堆 。建造 中 国实验 快堆 是 中国快堆 发展第 一步 。 来 ， 未 中核 集 团将加快 推进第 四代 核 电机 组—— 中国示范快 堆 的建 造 ， 以此为 契机 ， 动 中国铀钚 混合 燃 料制 并 推 造技 术等配 套技术 的发 展 ， 步建立 中 国先 进核 能体 系。 逐
核电 工程与技 术 ２ １ 第 ３期 ０ ０年
小 资 料
中国第四代核能技术重大突破 实验快堆首次临界
７月 ２ １日， 中核 集 团 中国原子 能科 学研 究 院 自主研 发 的 中国第一 座 快 中子 反应 堆— — 中国实 由 验快 堆ｆＥ Ｒ 达 到首 次临界 。 是 中国核 能领域 的重大 自主创 新成 果 ， 志着 中 国快 堆技术 实 现 了重 ＣＦ ） 这 标 大 突破 。由此 ， 国成 为世界 上少数 几个 掌握快 堆技术 的 国家之 一 。 中
中国最近10年在原子物理领域研究取得的成就以及意义
中国最近10年在原子物理领域研究取得的成就以及意义摘要：一、引言二、中国原子物理领域近10年的主要成就1.核物理基础研究2.核能利用技术3.核物理应用研究4.国际合作与交流三、这些成就的意义1.提升我国在国际原子物理领域的地位2.推动国内相关产业和技术发展3.为国家能源战略和安全战略提供支撑4.促进青年科学家成长和人才培养四、面临的挑战与未来展望五、结论正文：在中国科技事业蓬勃发展的背景下，原子物理领域的研究取得了显著成果。
近10年来，我国在原子物理领域的研究不仅取得了举世瞩目的突破，而且对国家经济社会发展产生了深远影响。
一、引言原子物理研究作为现代物理学的基础领域，关乎国家科技实力的提升。
在我国政府的大力支持下，科研人员不懈努力，取得了世界领先的成果。
本文将重点介绍中国原子物理领域近10年的主要成就及其意义。
二、中国原子物理领域近10年的主要成就1.核物理基础研究在核物理基础研究领域，我国科学家在核结构、核反应、核聚变等方面取得了突破性进展。
例如，在核质量精确测量方面，我国的实验精度已与国际先进水平相当。
2.核能利用技术在核能利用技术方面，我国自主研发了第三代核电技术华龙一号，并成功实现了cap1400示范工程的建设。
此外，高温气冷堆、钠冷快堆等先进核能系统的研究也取得了重要进展。
3.核物理应用研究核物理在医学、环境、材料等领域的应用研究取得了丰硕成果。
例如，放射性药物的研发为癌症治疗提供了新途径，核技术在环境监测中的应用为环境保护提供了有力支撑。
4.国际合作与交流近10年来，我国在原子物理领域的国际合作与交流日益密切。
通过参与国际大科学工程，如国际热核聚变实验堆（ITER）等，我国在国际原子物理领域的地位不断提升。
三、这些成就的意义1.提升我国在国际原子物理领域的地位我国原子物理领域的突破性成果，使我国在国际原子物理领域的地位不断提高，为国际科技治理贡献了中国智慧。
2.推动国内相关产业和技术发展原子物理研究的成果为国内核能、核技术应用等相关产业和技术发展提供了有力支撑，助力我国实现能源转型和绿色低碳发展。
发展快堆 保障我国核能可持续发展
但 是压水 堆对铀 资源 的利用 率 压水 堆生产 的钚 最适 于作快 堆 的燃 通量热 中子区辐 照嬗 变掉。 加速器驱
太低 ， 果燃料 一次通 过 ， 能利 用 料 。铀 一 ３ 如 只 ２ ５给压水 堆装料 ， 压水堆 动次 临界 系统 （ Ｄ ） 变能力 更强 。 Ａ Ｓ嬗
铀 资源 的 ０４ ％左右 ； ．５ 若乏燃料经后 生产的钚给快堆作初装料 ， 快堆 自已 它投 入使 用后可使 深埋 废物量 大 为 处理 ， 出未烧尽 的铀 一 ３ 取 ２ ５和 由铀 增殖 ， 通过 闭式循 环 ， 天然 铀充分 减 少 。 将
随 着核 电 装机 容 量 的增 长 ， 量 次
量， 而且需要极高 的增长速度。
１发 展 快 堆 ． 除 大 规 模 核 能 应 ． 消
ＭＡ）和长寿命裂变产物 易裂变燃料得到 了增殖 ， 以快堆又 锕系核素 （ 所
称 为快 中子增殖堆。 在快堆 中真正消 （ Ｌ Ｐ）的积 累 是对 环 境 的潜 在 威 ＬＦ 耗 的是铀 一 ３ 。 ２ ８ 协。必须妥 善处 置 ， 好的办法是将 最
观 点
发展 快 堆 米
编者按 ： 加快核电和可再生能源发展是改善能源结构、 保障能源安全的有效途径。
快 中子增 殖堆 （ 简称 快 堆 ） 自持运 行 的 同时 可 以将 不 易裂 变 的铀 一 ３ 在 ２ ８转 变成 易 裂 变 的
钚 ２ ９， 而 实现 核 燃 料 的 增 殖 。采 用 快 堆 技 术 可 以将 铀 资 源 的 利 用 率 从 目前 压 水 堆 的 ３ 从
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我国核燃料后处理技术的现状与发展_叶国安
嬗变过程可实现核废物的最小化，并有效 降低其放射性毒性的长期危害。乏燃料 若直接进行地质处置，其体积是 2m3/tU， 而经后处理提取铀钚后，需地质处置的 废物体积低于 0.5m3/tU。
地质处置库的装载容量取决于处 置库关闭后巷道内的温度，即残留在玻 璃固化体中的释热核素决定处置库的 容量。以乏燃料直接处置为参照，提高 钚 、次 锕 系 与 高 释 热 核 素 (Sr-90、 Cs-137) 的 回 收 率 ，可 显 著 提 高 处 置 库 的装载容量。
全分离技术的要点是改进 PUREX 流程，除了分离铀、钚外，同时分离镎、 锝、碘，然后进一步分离高放废液中剩 余的铀、钚和次锕系元素以及锶、铯，分 别得到上述元素的单个产品。部分分 离指分别得到铀和铀/钚（或铀/超铀）混 合产品。部分分离由于得到的是锕系 混合物，只能用于均匀嬗变。在干法后 处理中，钚与其他锕系元素一般难以分 开，属于部分分离。
后处理发展的意义
一是通过后处理提取并复用铀、钚， 可提高铀资源利用率。
后处理可极大地提高铀资源的利用 率。回收的铀、钚可用于热堆循环，但钚 最好用于快堆循环。在热堆中铀资源利 用率不足 1%，而在快堆中铀资源利用率 可以提高到 60%以上，理论上可使地球铀 资源使用达到千年，从而确保核能的可 持续发展。
我国深部探铀技术获重大突破 钻深突破2818m
试 验钻孔工作量 ５ ０ １ ｍ， 最 大钻 深 ３ ０ ０ ． ５ ｍ， 平均纯 钻 进 速度 １ ６ ． ０ ２ ｍ ／ ｈ ， 超过 了预 期 目标 。在 整个 生产 试 验过 程 中 ， 钻机 的液压 系统 稳定 可靠 ， 没 有 出现过 故
（ ６ ） 履带装载移位便利 ， 便 于整体搬迁 ， 快速就
台、 操作台等各部件 的结构设计 以及钻机的各项技
术 性能指 标 、 适 应性 和可靠 性都 得到 了全 面验证 ， 展
现了 Ｇ Ｄ Ｚ一 ３ ０ ０ Ｌ型钻机具 有 以下 突 出特点 ：
旁边 的路 上 ， 进行 了 Ｇ Ｄ Ｚ一３ ０ ０ Ｌ型钻 机 样 机 ０ ２ ７ ３
（ １ ） 钻机 回转 扭 矩 大 ， 动 力 头 马 达 串并 联 可 实
题， 需要 在今 后 的研 究工 作 中不 断改 进 完善 ， 使
Ｇ Ｄ Ｚ一 ３ ０ ０ Ｌ型履 带 式 全 液 压 多 功 能钻 机 真 正 成 为
种用于地质灾害应急抢险的轻便 、 高效履带 式多 功 能钻 进设备 。
一
全液压驱动、 执行单元模块化组合、 利用三维设 计 软件进 行模 拟分 析 ， 而 后进行 有 限元分 析 、 动 力学 仿真分析 ， 及时发现设计缺陷并优化设计 的设计理 念， 使Ｇ Ｄ Ｚ一 ３ ０ ０ Ｌ型钻机实现 了动力 头长行 程 给进 ， 机械化拧卸 、 无级调速 ， 精确可控桅杆摆角、 滑移等
位；
（ ７ ） 钻 机质 量轻 ， 钻 孔 直径大 ， 钻孔 深度 深 。
障， 而且由于主系统为先进 的负载反馈控制系统 ， 试 验期 间钻 机 的柴油 消耗量 很小 。 随着 操作 工人操 作
熟练 程度 的提 高 ， 钻 机 的钻进速 度越来 越 快 。
核能的未来发展方向与技术突破
核能的未来发展方向与技术突破能源，作为人类社会发展的基石，一直以来都备受关注。
在众多能源形式中，核能因其巨大的能量潜力和相对较低的碳排放，成为了未来能源领域的重要发展方向之一。
核能的利用主要通过核裂变和核聚变两种方式。
目前，商业运行的核电站主要基于核裂变原理。
然而，核裂变存在着核废料处理、资源有限等问题。
因此，未来核能的发展重点之一是进一步提高核裂变技术的安全性和效率，同时积极探索核聚变技术的实用化。
在核裂变技术方面，先进反应堆设计是一个重要的发展方向。
新一代的核反应堆，如高温气冷堆、钠冷快堆等，具有更高的安全性和燃料利用率。
高温气冷堆采用耐高温的石墨作为慢化剂和结构材料，能够在高温下运行，提高发电效率，同时其安全性也得到了显著提升。
钠冷快堆则可以实现核燃料的增殖，有效提高铀资源的利用率。
核燃料循环技术的改进也是未来核裂变发展的关键。
通过发展先进的后处理技术，可以更好地回收和利用核废料中的有用元素，减少核废料的体积和放射性，降低对环境的影响。
同时，研发新型核燃料，如钍基燃料，也能够为核能的可持续发展提供新的途径。
安全性始终是核能发展的首要考量。
未来的核反应堆将采用更加智能化的监测和控制系统，能够实时监测反应堆的运行状态，提前预警潜在的故障，并采取相应的安全措施。
此外，通过多重安全屏障的设计和强化，如增加反应堆的包容能力、提高冷却系统的可靠性等，可以进一步降低核事故的风险。
然而，要实现核能的大规模、可持续应用，核聚变技术的突破至关重要。
核聚变是模仿太阳内部的反应过程，将轻元素聚合成重元素并释放出巨大能量。
与核裂变相比，核聚变具有燃料来源丰富（主要使用氘和氚，在海水中大量存在）、几乎无放射性废料、能量输出巨大等优点。
目前，国际上的核聚变研究主要集中在磁约束核聚变和惯性约束核聚变两种途径。
磁约束核聚变的代表装置是托卡马克，如国际热核聚变实验堆（ITER）。
ITER 计划旨在通过多国合作，共同攻克核聚变的关键技术难题，为未来的商业核聚变堆奠定基础。
我国推进能源技术革命所取得的成就
我国推进能源技术革命所取得的成就自改革开放以来，我国始终坚持以经济建设为中心的方针，大力发展能源行业，推进能源技术革命，取得了一系列重大成就。
一、煤炭资源清洁高效利用技术的突破据统计，我国煤炭资源占全球总量的70%，煤炭是我国最主要的能源来源。
然而，由于长期依赖传统的煤炭开采方式，导致煤炭能源发展模式存在严重的环境污染和资源浪费问题。
为解决这一问题，我国广泛推广了清洁高效的煤炭利用技术，如燃煤电厂脱硫、脱硝、除尘等技术，通过引入先进设备和技术，提高煤炭的利用效率和清洁度，在减少污染的同时，增加了能源的利用效益。
二、核能技术取得突破在我国国土广阔的背景下，发展核能具有十分重要的意义。
我国从20世纪70年代开始研究核能技术，现在已有1000多名高级核工程技术人才，形成了核工业化的战略定位。
通过大力发展核电技术，我国建成了一批具有先进水平的核电站，并在2018年成功地实现了全球首台AP1000核电机组商业运行。
与此同时，我国也在稳步推进核电技术的自主创新和国际合作，不断提升核能技术水平。
三、新能源的推广和应用随着环境问题的加剧和节能减排的需求，我国在新能源领域取得了长足的进展。
我国在太阳能、水能、风能、生物质能等领域也有了不少突破。
例如，我国目前风电装机容量已经超过16万兆瓦，位居世界第一，在未来的三十年内预计将在这些新能源技术的发展中保持领先地位。
四、能源领域核心技术自主创新总之，我国的能源技术革命取得了一系列非常重要的成就，提高了我国能源利用的效率和绿色度，保证了能源的供应和安全，同时也带给我国的环境、社会和经济发展带来了诸多益处。
未来，我国应继续加强对能源技术的研究和创新，构建更加智能、绿色、节能的能源体系，推动我国在全球能源领域的发展地位更上一层楼。
提高科技创新能力加快铀矿资源突破
＝、科技创 新是加 快我 国铀资
要 求。按照铀矿找矿规律 ， 从勘查预 的勘查深度在 ３ ０米以内。近年 来 ， 源 突破 的关键 ０
测 到突破 落实一个铀 矿需 要一定 的 随着 “ 源成矿论 ” “ 深 和 热点铀 成矿 ”
快探 明一 批新的矿产 地 。国务院 的 经近 １ ０来年 的研究和 勘查 工作 ， 我 这一英 明决策 ，指 明 了铀 矿地质 工 国地 浸砂岩 型铀矿 找矿 取得 重要进
作 的方向 ，极 大地鼓 舞着 广大铀矿 展 ， 找矿成果 显著 。然而 ， 还有 大 量 是我 国分布 有丰 富的碳硅 泥岩 富铀
资 源勘 查 的 力 度 和 技 术 攻 关 的 投 北 、东北也 广泛分 布 着形成 热液 型 新。我 国铀 矿地 质工作 经过 半个世
入。
发现 了－ ： 铀矿床。但 随 ￣ ｔ ｔ 铀 矿的花岗岩和火 山岩 ， 其深部 及外 纪的发展 ，
“ 易 的矿 基 ３ ．我国铀 资源勘 查前 景广 阔。 围亦 具有较大 的铀 资源潜 力。 第三 着找矿工 作 的深 入 ，浅 、 ”
１ ．铀 资源是 战略资源 。 铀资源 比研 究 。 以认 为 ， 国拥有较 大 的 可 我 是重要 的能源资源 ，是核 电发展 的 铀资 源潜力和 找矿 前景 。首先 是地
“ 粮食 ”铀 资源也是 国家战 略资源 ， 浸砂 岩型铀矿 找矿 前景 良好 。特 别 ； 是我国核 大国地位的基础保障。《 决 是我 国北方地 区广 泛分 布 中新 生代 定》 中明确 提出要加 强铀 矿勘查 ， 尽 沉积盆地 ，存在大量 的潜在铀资源 ，
《 决定》 明确提 出增强地 质科技
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中国核能技术取得突破铀利用率
我国科学家近日在核研究上取得了重大技术突破，实现了核动力堆中燃烧后的核燃料铀钚材料回收，而如果能够将钚材料在动力堆上实现循环利用，意味着在我国现有核电规模下，我国已经探明的铀资源从大约只能使用50到70年变成了足够用上3000年。
这项技术的专业名称叫“动力堆乏燃料后处理技术”，专家介绍称核电站发电是通过核燃料在核反应堆中发生裂变反应放出能量，和火力发电站要不断加煤一样，当核燃料维持不了一定的功率的时候也需要更换，这些被换下来的核燃料组件就叫做乏燃料，通俗的说，乏燃料类似于火力发电站中的“煤渣”，但是它又绝对不是煤渣，而是大宝贝，因为当年世界的核电技术下核燃料都只燃烧了3%到4%左右，就维持不了额定功率了，而这些核燃料在燃烧过程中还会产生新的核燃料。
这个时候就需要把核燃料进行后处理，也就是通过一些列的化学过程，把核电站没有燃烧完的核燃料和新产生的核燃料提取出来，再把这个燃料制成核电站发点所需要的燃料元件。
循环利用的原理听起来简单操作却异常艰难，如何对这些有极强核辐射对人体有致命伤害的元器件进行剪切、分离、提取、提纯等等，每一步都是难题，我国科学家经过24年的钻研反
复试验终于突破了全套技术体系。
完全是靠咱们国家自己自主设计、自主建造、自主调试、自主研发的设施，最后一次试验制备出了合格的铀产品和钚产品，所以说它是成功了。
在国际上核燃料这个工业里面，我国是极少数几个能够形成核燃料循环的国家之一，因此来说对整个在技术水平科技水平我国将既有话语权，甚至还能起到一定的引导作用。
此前法国、英国、俄罗斯、日本、印度等国掌握动力堆乏燃料后处理技术，我国进而成为世界上第8个拥有快堆技术的国家。
快堆技术简介：
快中子反应堆（简称快堆）属于全球第四代核能系统技术的应用，与目前运行及正在建设的第二代、第三代核电站相比，其形成的核燃料闭合式循环，可以使铀资源的利用率提高至60%以上（现有核电站只有1%，也就是提升了60倍）。
由于利用率的提高，相对较贫的铀矿有了开采的价值。
就世界范围讲，可采铀资源将因此增加上千倍。
以目前探明的天然铀储量推测，快堆的使用可以使铀资源可持续利用3000年以上。
（综合科技日报、中国青年报等）
中国实验快堆大事记
1986年863计划实施，开始“快中子增殖堆”课题预研1995年12月中国实验快堆工程立项
1997年8月中国实验快堆被列为863计划重大项目2000年5月核岛浇灌第一罐混凝土
2002年8月核岛厂房封顶
2005年8月
堆本体安装开始
2007年6月堆内构件安装完成
2007年7月主控室交调
2007年12月完成模拟组件安装
2008年12月全厂安装完成，综合冷调开始2009年3月堆本体气密性试验完成
2009年4月冷态调试结束，热态调试开始2009年8月热态调试结束，具备首次装料条件2010年6月首次装料
2010年7月首次临界。