核廢料泛指在核燃料生產(chǎn)、加工過(guò)程中產(chǎn)生的,以及核反應(yīng)堆用過(guò)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(dá)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(jì)價(jià)值較高。 | 分3種做法:開式燃料循環(huán);閉式燃料循環(huán);暫時(shí)貯存(約50年)。 |
中低放廢料 | 97% | 5% | 主要來(lái)自核電站在發(fā)電過(guò)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(kù)密閉金屬桶不超過(guò)5年;運(yùn)抵中低放廢物處置場(chǎng),埋入100~300米地下。 |
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相關(guān)報(bào)告:智研咨詢發(fā)布的《2017-2023年中國(guó)核電行業(yè)市場(chǎng)分析預(yù)測(cè)及發(fā)展趨勢(shì)研究報(bào)告》
按照國(guó)家規(guī)劃到2020年我國(guó)在運(yùn)核電機(jī)組將達(dá)58臺(tái),以每年每臺(tái)核電機(jī)組產(chǎn)生60m3固體廢物包計(jì)算,預(yù)計(jì)2020年我國(guó)每年將產(chǎn)生多達(dá)3480m3的固體廢物。然而,我國(guó)目前僅有中低放核廢料處置場(chǎng)3座,分別為西北處置場(chǎng)、北龍?zhí)幹脠?chǎng)以及飛鳳山處置場(chǎng),其規(guī)劃容量分別20萬(wàn)m3、8萬(wàn)m3以及18萬(wàn)m3。因此,我國(guó)中低放處理能力十分緊缺,按照國(guó)務(wù)院印發(fā)的“十三五”生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃,提出要建設(shè)5座中低放射性廢物處置場(chǎng)。
我國(guó)中低放處置場(chǎng)
中低放處置場(chǎng) | 獲運(yùn)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(chǎng) | 2011年 | 甘肅省 | 中核清原環(huán)境技術(shù)工程有限責(zé)任公司 | 20萬(wàn)m3 | 2萬(wàn)m3 | 主要接收西北地區(qū)軍工廢物,部分退役廢物和核設(shè)施低、中放廢物。 |
北龍?zhí)幹脠?chǎng) | 2011年 | 廣東省 | 廣東大亞灣核電環(huán)保有限公司 | 8萬(wàn)m3 | 0.88萬(wàn)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(yùn)行和退役過(guò)程中產(chǎn)生的低、中放固體廢物。 |
飛鳳山處置場(chǎng) | 2016年 | 四川省 | 中核清原環(huán)境技術(shù)工程有限責(zé)任公司 | 18萬(wàn)m3 | 2萬(wàn)m3 | 2016年5月拿到運(yùn)營(yíng)資質(zhì),具備廢物接收條件,開始試運(yùn)行。 |
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2015年我國(guó)累計(jì)產(chǎn)生乏燃料約3000噸。對(duì)于裝機(jī)容量100萬(wàn)千瓦的核電機(jī)組來(lái)說(shuō),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(guó)家規(guī)劃到2020年我國(guó)在運(yùn)核電機(jī)組將達(dá)58臺(tái),據(jù)此測(cè)算到2020年我國(guó)將每年產(chǎn)生乏燃料1275噸,累計(jì)產(chǎn)生乏燃料7925噸。按照乏燃料處理費(fèi)用800~1000美元/kg計(jì)算,到2020年我國(guó)乏燃料處理費(fèi)用將達(dá)63.40~79.25億美元。
據(jù)國(guó)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(guó)乏燃料年運(yùn)輸量將增加到600組左右,在十三五期間,全國(guó)核電站所需外運(yùn)乏燃料總數(shù)將超過(guò)3000組,需采用百噸級(jí)的乏燃料運(yùn)輸容器運(yùn)輸100多容器次。
我國(guó)乏燃料累計(jì)產(chǎn)生量
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我國(guó)乏燃料年外運(yùn)量(組)
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乏燃料運(yùn)輸、離堆貯存及后處理成為當(dāng)前我國(guó)核燃料循環(huán)后端最迫切的環(huán)節(jié)。
截止目前,我國(guó)主要依靠中核清原公司進(jìn)行商用核電站乏燃料的運(yùn)輸。該公司僅從美國(guó)購(gòu)買2臺(tái)NAC-STC型和1臺(tái)Hi-star60型商業(yè)壓水堆乏燃料運(yùn)輸容器,單臺(tái)容量分別為26組和12組,且僅適用于公路線運(yùn)輸。由于我國(guó)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(yùn)輸距離來(lái)看需要3個(gè)月/運(yùn)輸次,加上氣候活動(dòng)的影響,每年僅能執(zhí)行兩次運(yùn)輸任務(wù),最多104組/年。相比于600組左右的年運(yùn)輸量需求,我國(guó)乏燃料運(yùn)輸能力十分有限。
目前世界主要核電大國(guó)均形成了系列化的乏燃料運(yùn)輸容器,如法國(guó)TN系列容器、美國(guó)NAC系列容器等;我國(guó)已自主研發(fā)RY-I和BQH系列乏燃料運(yùn)輸容器,但其僅適用于實(shí)驗(yàn)堆和核潛艇燃料的運(yùn)輸,不適用于商用核電站乏燃料的運(yùn)輸。因此國(guó)內(nèi)尚未具備商用核電站乏燃料運(yùn)輸容器的研制能力。
我國(guó)采用NAC-STC型乏燃料運(yùn)輸容器,價(jià)格約3.8億元;法國(guó)乏燃料運(yùn)輸容器制造商RobatelIndustries公司的一臺(tái)小型容器,售價(jià)也在1億元左右。面對(duì)我國(guó)未來(lái)乏燃料運(yùn)輸數(shù)量的增加,對(duì)乏燃料運(yùn)輸容器的需求勢(shì)必會(huì)增加。按照到2020年我國(guó)需要增加600組乏燃料組件的運(yùn)輸能力進(jìn)行計(jì)算,到2020年我國(guó)乏燃料運(yùn)輸容器的市場(chǎng)規(guī)模約88億元。
乏燃料組件運(yùn)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(gè)乏燃料組件,使其在運(yùn)輸過(guò)程中避免互相擦傷。乏燃料組件運(yùn)輸容器產(chǎn)業(yè)鏈上的供應(yīng)商都將受益于運(yùn)輸容器的緊缺市場(chǎng)需求。
國(guó)家層面也在加強(qiáng)乏燃料處理能力建設(shè):國(guó)務(wù)院印發(fā)的“十三五”生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃,強(qiáng)調(diào)核與輻射安全保障能力要得到提升,提出要建設(shè)1個(gè)高放射性廢物處理地下實(shí)驗(yàn)室。



