核廢料泛指在核燃料生產(chǎn)、加工過程中產(chǎn)生的,以及核反應堆用過不再需要且具有放射性的廢料。主要分為高、中、低水平放射性三類,其中高放廢料占核廢料體積比為3%,放射性份額占比卻高達95%。
核廢料按比活度分類
核廢料分類 | 體積占比 | 放射性占比 | 產(chǎn)品種類 | 后處理方式 |
高放廢料 | 3% | 95% | 主要包括乏燃料及其經(jīng)處理后的含有大量裂變物和超鈾核素的廢物。乏燃料含有95%的鈾、1%的钚,4%的其他核素,經(jīng)濟價值較高。 | 分3種做法:開式燃料循環(huán);閉式燃料循環(huán);暫時貯存(約50年)。 |
中低放廢料 | 97% | 5% | 主要來自核電站在發(fā)電過程中產(chǎn)生的具有放射性的廢液、廢物。 | 存放于核電站內(nèi)部暫存庫密閉金屬桶不超過5年;運抵中低放廢物處置場,埋入100~300米地下。 |
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相關報告:智研咨詢發(fā)布的《2017-2023年中國核電行業(yè)市場分析預測及發(fā)展趨勢研究報告》
按照國家規(guī)劃到2020年我國在運核電機組將達58臺,以每年每臺核電機組產(chǎn)生60m3固體廢物包計算,預計2020年我國每年將產(chǎn)生多達3480m3的固體廢物。然而,我國目前僅有中低放核廢料處置場3座,分別為西北處置場、北龍?zhí)幹脠鲆约帮w鳳山處置場,其規(guī)劃容量分別20萬m3、8萬m3以及18萬m3。因此,我國中低放處理能力十分緊缺,按照國務院印發(fā)的“十三五”生態(tài)環(huán)境保護規(guī)劃,提出要建設5座中低放射性廢物處置場。
我國中低放處置場
中低放處置場 | 獲運行許可證 | 所在省份 | 持證單位 | 規(guī)劃容量 | 已建容量 | 詳情 |
西北處置場 | 2011年 | 甘肅省 | 中核清原環(huán)境技術工程有限責任公司 | 20萬m3 | 2萬m3 | 主要接收西北地區(qū)軍工廢物,部分退役廢物和核設施低、中放廢物。 |
北龍?zhí)幹脠?/div> | 2011年 | 廣東省 | 廣東大亞灣核電環(huán)保有限公司 | 8萬m3 | 0.88萬m3 | 距離大亞灣核電站約5公里,主要處置大亞灣、嶺澳等核電廠運行和退役過程中產(chǎn)生的低、中放固體廢物。 |
飛鳳山處置場 | 2016年 | 四川省 | 中核清原環(huán)境技術工程有限責任公司 | 18萬m3 | 2萬m3 | 2016年5月拿到運營資質(zhì),具備廢物接收條件,開始試運行。 |
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2015年我國累計產(chǎn)生乏燃料約3000噸。對于裝機容量100萬千瓦的核電機組來說,一般換料周期為1或1.5年,每次換料卸出的乏燃料約為25噸。按照國家規(guī)劃到2020年我國在運核電機組將達58臺,據(jù)此測算到2020年我國將每年產(chǎn)生乏燃料1275噸,累計產(chǎn)生乏燃料7925噸。按照乏燃料處理費用800~1000美元/kg計算,到2020年我國乏燃料處理費用將達63.40~79.25億美元。
據(jù)國防科工局組織編寫的《核電站乏燃料處理處置基金2011~2020年使用規(guī)劃(專家咨詢稿)》,2016年前后,全國乏燃料年運輸量將增加到600組左右,在十三五期間,全國核電站所需外運乏燃料總數(shù)將超過3000組,需采用百噸級的乏燃料運輸容器運輸100多容器次。
我國乏燃料累計產(chǎn)生量
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我國乏燃料年外運量(組)
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乏燃料運輸、離堆貯存及后處理成為當前我國核燃料循環(huán)后端最迫切的環(huán)節(jié)。
截止目前,我國主要依靠中核清原公司進行商用核電站乏燃料的運輸。該公司僅從美國購買2臺NAC-STC型和1臺Hi-star60型商業(yè)壓水堆乏燃料運輸容器,單臺容量分別為26組和12組,且僅適用于公路線運輸。由于我國絕大多數(shù)核電站位于東南沿海地區(qū),而乏燃料離堆貯存接收地中核404廠地處西北地區(qū),從運輸距離來看需要3個月/運輸次,加上氣候活動的影響,每年僅能執(zhí)行兩次運輸任務,最多104組/年。相比于600組左右的年運輸量需求,我國乏燃料運輸能力十分有限。
目前世界主要核電大國均形成了系列化的乏燃料運輸容器,如法國TN系列容器、美國NAC系列容器等;我國已自主研發(fā)RY-I和BQH系列乏燃料運輸容器,但其僅適用于實驗堆和核潛艇燃料的運輸,不適用于商用核電站乏燃料的運輸。因此國內(nèi)尚未具備商用核電站乏燃料運輸容器的研制能力。
我國采用NAC-STC型乏燃料運輸容器,價格約3.8億元;法國乏燃料運輸容器制造商RobatelIndustries公司的一臺小型容器,售價也在1億元左右。面對我國未來乏燃料運輸數(shù)量的增加,對乏燃料運輸容器的需求勢必會增加。按照到2020年我國需要增加600組乏燃料組件的運輸能力進行計算,到2020年我國乏燃料運輸容器的市場規(guī)模約88億元。
乏燃料組件運輸容器一般由內(nèi)筒、外筒、頂蓋、格架、緩沖器、散熱片、屏蔽層以及起吊裝置等部分組成;也需要用到格架以分隔每個乏燃料組件,使其在運輸過程中避免互相擦傷。乏燃料組件運輸容器產(chǎn)業(yè)鏈上的供應商都將受益于運輸容器的緊缺市場需求。
國家層面也在加強乏燃料處理能力建設:國務院印發(fā)的“十三五”生態(tài)環(huán)境保護規(guī)劃,強調(diào)核與輻射安全保障能力要得到提升,提出要建設1個高放射性廢物處理地下實驗室。



