杜銘海：俄羅斯的“綠色”后處理是核技術(shù)的重大進(jìn)步

《中國核網(wǎng)》2017年12月1日刊載《國防科技信息網(wǎng)》新聞報道[1]，說(shuō)俄羅斯“已經(jīng)開(kāi)始使用可將環(huán)境風(fēng)險最小化的獨特‘綠色’技術(shù)對乏燃料進(jìn)行后處理”，2021年將開(kāi)始“工業(yè)規模”運行。這是核技術(shù)的重大進(jìn)步，對核工業(yè)關(guān)系重大。但傳媒界反應冷淡。

核電廠(chǎng)“用過(guò)的”核燃料（又稱(chēng)“乏核燃料”或“乏燃料”）后處理，是實(shí)現核燃料“閉路循環(huán)”最關(guān)鍵的步驟，是核能發(fā)展的“生命線(xiàn)”環(huán)節。否則，必然滅亡，而且毫不足惜。因為近來(lái)反核人士進(jìn)行恐嚇宣傳，把“乏燃料”說(shuō)成“核廢物”，有“劇毒”，是社會(huì )公眾繼續接受核能的重大心理障礙。

傳媒的“冷淡”，或許有些誤解。核能“出身”軍用，“用過(guò)的”核燃料后處理，原用來(lái)提取核武器材料，也有“核擴散”的風(fēng)險。那是指“濕法”后處理，用于軍事，可不惜“代價(jià)”，不計成本；但對民用，技術(shù)復雜，環(huán)境負擔沉重。而“干法”，又稱(chēng)“高溫冶金”后處理，要簡(jiǎn)單得多[2]。美國阿貢實(shí)驗室開(kāi)發(fā)的這種技術(shù)，曾在實(shí)驗室或“中試”規模上成功用于鈉冷快堆EBR-II“用過(guò)的核燃料”后處理，也是世界有核國家致力研發(fā)的重點(diǎn)核技術(shù)。目前多在實(shí)驗室研究或中試階段，到“商用”應用，還有某些距離。美國擔心核擴散，自己不開(kāi)發(fā)、甚至曾反對西方國家繼續開(kāi)發(fā)這種技術(shù)。但對俄羅斯沒(méi)有約束力。

《國防科技信息網(wǎng)》的報道，源自英國《國際核工程》（NEI）雜志網(wǎng)上的文章[3]。從核能專(zhuān)業(yè)常識看，俄羅斯的‘綠色’后處理技術(shù)，大體上與西方的“干法”技術(shù)相似，但不包括乏燃料內“微量錒系元素”（MA，主要指镎、镅和鋦）處理（嬗變、銷(xiāo)毀），特點(diǎn)是“完全沒(méi)有液態(tài)低放廢物”。俄羅斯轉向“干法”后處理技術(shù)，是一大進(jìn)步。

以下是NEI文章的逐段意譯。如有差錯，歡迎批評指正。（信箱：dumhai@126.com）

俄羅斯追求開(kāi)發(fā)環(huán)境友好的后處理工藝

俄羅斯采礦與化學(xué)聯(lián)合企業(yè)（MCC）位于克拉斯諾亞爾斯克地區澤爾赫茨諾格爾斯克，是國家原子能公司Rosatom的子公司，已開(kāi)始用獨特的“綠色”技術(shù)，對核電廠(chǎng)用過(guò)的核燃料（乏燃料）進(jìn)行“中試規模”的后處理，使環(huán)境風(fēng)險最小化。

MCC將于2020年開(kāi)始在工業(yè)規模上進(jìn)行這種“再循環(huán)”。建在MCC化學(xué)與同位素化學(xué)廠(chǎng)內的實(shí)驗與示范中心(ODC)，使用最新的、環(huán)境友好的技術(shù)進(jìn)行核燃料放射化學(xué)后處理。這個(gè)最初的綜合設施，將用于開(kāi)發(fā)半工業(yè)規模的后處理工藝體系。今后還要利用ODC技術(shù)，建設大型設施即TR-2，再循環(huán)乏燃料。

這種技術(shù)的特點(diǎn)是，完全沒(méi)有液態(tài)低放廢物。巴拉科夫（Balakovo）核電廠(chǎng)的VVER-1000型反應堆的乏燃料組件，在廠(chǎng)內儲存23年，運達MCC，現已裝入ODC的一個(gè)“熱室”。燃料組件首先要進(jìn)行燃料細棒熱化學(xué)開(kāi)孔和分段，然后通過(guò)“容積氧化”過(guò)程，抽離氣態(tài)和揮發(fā)性的放射性氚和碘-129，避免溶入燃料組件碎屑內含物，生成液態(tài)放射性廢物。接下來(lái)是鈾-钚分離，并以鈾和钚氧化物的形態(tài)返回燃料循環(huán)（按計劃，用鈾和钚的氧化物生產(chǎn)鈾-钚混合氧化物。用于快堆稱(chēng)MOX燃料，用于熱堆稱(chēng)REMIX燃料）。裂變產(chǎn)物經(jīng)調制、玻璃固化，再裝入安全防護容器。

新的后處理技術(shù)經(jīng)完善，將按比例放大用于二期、全范圍的實(shí)驗與示范中心（ODC），成為核燃料“閉路循環(huán)”工業(yè)的基礎。ODC廠(chǎng)房建設和二期工作還在進(jìn)行中，以便2020年以后，試驗與示范中心可以開(kāi)始工業(yè)規模的運行。據MCC董事長(cháng)彼得?加夫里洛夫（PetroGavrilov）說(shuō)，MCC期望2021年處理幾十噸VVER-1000型反應堆乏燃料。

MCC是俄羅斯國家原子能公司Rosatom以創(chuàng )新的新一代技術(shù)為基礎，開(kāi)發(fā)核燃料閉路循環(huán)的重要企業(yè)。MCC有三種高科技設施，用于乏燃料儲存、處理，以及快堆的新型MOX燃料生產(chǎn)。