[科普中国]-再循环燃料-

再循环核燃料

1、有三种（四种）燃料循环方式：

一次通过

Pu的再循环（部分、完全）

Pu+MA的完全再循环

2、有两种方式已实施：

一次通过（OTFC）

Pu的部分再循环（RFC）

3、一次通过与再循环争论：

经济性问题：（1）核燃料循环的费用只占核电价格的20%，后端费用只占5%；（2）新燃料循环方式的发展不会影响核电的经济性。

安全性问题：封闭式燃料循环中的再制作过程会产生钸，而钸可能会被用于核武器。

再循环使用的燃料比原来的铀更贵。

一次再循环的燃料费大约比一次通过高4倍，只有在铀价高且后处理、MOX燃料制造、高放废物处置都得到优化的情况下，一次再循环才能与一次通过竞争。

一次通过循环方式不符合核能可持续发展战略；热堆和快堆核燃料闭式循环中热堆燃料循环只能适度地提高铀资源的利用率和减少核废物体积，只有通过快堆燃料循环才能充分利用铀资源并实现核废物最少化。1

流程前景英国Harwell实验室：“TRPO和DIAMEX是最有应用前景的流程”。

先进核燃料再循环对反应堆乏燃料进行后处理，将回收的铀、钚进行再循环，并将后处理形成的高放废液（HLW）中所有的锕系元素和某些长寿命裂变产物（LLFP）送回核电站、专用的反应堆或者加速器驱动的系统（ADS）进行嬗变，以大大降低其辐射毒性，这种燃料循环方式叫先进核燃料再循环（超铀元素完全再循环）。2

先进核燃料循环技术LWR-乏燃料后处理（回收U，Pu）

从HLW中分离MA

MOX燃料制造（LWR-MOX，FR-MOX）

MOX乏燃料后处理

含有MA的燃料或辐照靶的制造与处理

焚烧器快堆（FBR）及ADS的开发

以LWR-MOX和FR-MOX形式进行的多次再循环

LLFP分离及其嬗变

有关P\T的研究计划日本、法国、欧盟的P\T的研究计划如图。

中国国情从核裂变能可持续发展的角度，对基于铀-钚循环的核燃料循环体系中的“一次通过”循环、热堆闭式循环和快堆闭式循环的特点进行分析和比较，指出“一次通过”循环和热堆闭式循环均不能满足核能可持续发展的战略需要，快堆及核燃料多次循环才是我国核裂变能可持续发展的根本出路；国际上核燃料后处理/再循环的技术现状和主流发展趋势仍值得我国借鉴研究。4

核燃料循环安全的国际管理方案国际铀浓缩中心原则①一切感兴趣的，不打算在本国发展敏感核技术并且满足既定防扩散要求的国家，都可成为该中心的会员国；

②国际铀浓缩中心的会员国在政治，经济，科学和技术方面获得的“便利”胜过因在本国发展核燃料循环能力承受国际压力所带来的“不便”；

③国际铀浓缩中心的商业活动将保持透明，有成本效益和长期投资吸引力；

④国际铀浓缩中心的浓缩能力将置于 lAEA 保障之下；IAEA 可以参加这个中心的管理；

⑤感兴趣的国家之间要缔结政府间协定，以及联合制订和批准国际铀浓缩中心的《宪章》；

⑥浓缩服务提供者，浓缩服务接受者和源铀供应者可能在国际铀浓缩中心的支持下实现纵向整合；

⑦国际铀浓缩中心的产品（以浓缩六氟化铀形式）应能够满足会员国的核反应堆要求；

⑧国际铀浓缩中心的外国会员将没有获取俄罗斯铀浓缩技术的权利。

GNEP计划美国宣布"全球核能伙伴关系"(GNEP)计划。通过GNEP，美国将与拥有先进核技术的其他国家合作开发能防扩散的新型燃料循环技术，以便提供更多能源，减少废物产生量以及将扩散危险降至最低。

此外，GNEP将世界各国分为两类，即核燃料供应国和使用国。

核燃料供应国将为使用国提供从摇篮到坟墓的全程核燃料服务，从而使他们能以最经济的方式获得清洁和安全的能源。但作为交换条件，使用国应承诺放弃铀浓缩和后处理活动。

六国建议：可靠获取核燃料多边机制

2006年6月，法国，德国，荷兰，俄罗斯，英国和美国提出一项建立一个“可靠获取核燃料多边机制”的建议，即所谓的“六国建议”。该建议要求在IAEA建立一个长期多边机制。该机制将由IAEA理事会按照IAEA《规约》加以通过，并经IAEA大会核准，以及作为浓缩服务或浓缩铀供应商的国家的正式支持。如果商业供应安排由于防扩散义务以外的原因而被中断，并且通过正常商业过程不能恢复，那么接受国或供应国可以通过与IAEA接洽启用该机制。接受国或供应国都不能因为商业或技术原因启用该机制，以避免扭曲商业市场的正常运作。将由IAEA来判定接受国是否符合使用该机制的条件，接受国在下述情况下可以启用该机制：

接受国已使全面保障协定和附加议定书生效，并且与IAEA没有悬而未决的特殊保障实施问题，并且接受国遵守国际核安全标准以及《核材料和核设施实物保护公约》，并且接受国已选择在国际市场获得供应，而不谋求敏感燃料循环活动，另外，该机制可能需要建立低浓铀储备，以便在上述机制未能及时找到备选供应商的情况下，可以动用这些储备。美国已宣布它将把超出国家安全需要的17t 高浓铀转化成低浓铀作为储备来支持燃料供应保证。储备可以由国家持有，或者如果提供储备的国家愿意的话，可以将储备的使用权正式转让给IAEA。日本的建议：IAEA 核燃料供应保证的备用安排系统2006年9月，作为对“六国建议”的补充，日本提出一项建议，即在IAEA的主持下建立一个系统，即所谓的“IAEA核燃料供应保证的备用安排系统”。日本建议该系统兼具能够有助于防止市场发生失效的信息系统和六国建议中提出的有关供应保证的后备特点。该系统的工作原理如下：

①成员国自愿通知作为保存人组织的 IAEA 有关其参加该系统的意向，并登记本国当前库存中的核燃料供应量和在以下领域的供应能力：铀矿石供应能力；铀储量供应能力，包括回收铀；铀转化能力；铀浓缩能力；燃料制造能力。任何成员国都有资格参加该系统，但条件是IAEA理事会认为当事国不存在不遵守IAEA保障协定的行为。

②参加国可定期（每年）按以下三个等级通报本国的上述能力：

等级一：已经开始商业活动并正在国内提供产品和（或）服务，但没有在商业基础上向国外提供产品和（或）服务。因此，虽核燃料循环国愿意在满足紧急供应要求方面进行合作，但供应数量可能有限，而且可能需要一定的时间才能开始供应。

等级二：已经开始在商业基础上向国外出口产品和（或）服务。因此，在接到紧急供应要求时，愿意在现有能力范围内尽快供应。

等级三：拥有在接到通知后迅速提供产品和（或）服务的能力。

③IAEA预期将发挥以下作用：

a、在收到“意向书”后与有关参加国缔结双边“备用安排”，并对整个系统进行管理；

b、作为保存人管理参加国按其承诺领域和能够提供的能力水平定期向数据库提供的资料，以及管理IAEA例行收集的有关该系统潜在需求的资料，例如成员国今后的核电生产计划和国际铀市场情况。根据数据库资料编写有关世界核燃料供应市场情况（充足性）的年度报告将是促进提高市场透明度的一种途径；

c、在一国发生燃料供应实际中断时发挥中间人作用。如果一国满足了相应的国际防扩散准则，该国就可以使用该系统。该系统是一种虚拟安排：因为参加国将继续持有和控制核燃料供应能力，IAEA不需要实际持有或贮存核燃料。5