中国工程院院士徐銤谈核电：发展不能再低调

     《能源评论》：在第四代核电技术的众多堆型中，钠冷快堆被称为“一号种子选手”，相比于其他堆型，它有哪些优势？

　　徐銤：现有压水堆技术使用的燃料主要是铀235。然而，在自然界存在的铀中，铀235只占0.7%，99.3%的是另一种同位素铀238，这就造成了现有核电站的铀资源利用率只有1%左右。快堆则不同，它的核燃料为工业钚，主要是钚239，可以由中子轰击铀238得到，因此，压水堆的乏燃料经过后处理可以作为快堆的燃料使用，从而更加充分地利用铀资源。通过燃料的增殖与循环，铀资源利用率可以提高到60%~70%。

　　钠冷快堆之所以备受推崇，还因为在四代堆中，只有它经过很多年实践验证了其可行性。自1946年在美国建成第一座实验堆至今，世界上先后建成20多座钠冷快堆。其他的堆型，都有过设计，但基本上没有为民用建造、推广过，有很多问题尚未解决。譬如铅冷快堆，在高温状态下，铅会把核燃料元件的包壳腐蚀掉，导致燃料泄露以及停堆事故，近20年来，才研究出控制材料腐蚀的技术。铅冷快堆还有一个弊端，就是辐照之后会释放一种高放射性废物钋210，半衰期长达138年，而且它是游走性的，对环境来说是一个大问题。

　　《能源评论》：我国已有钠冷快堆技术，按照“三步走”发展战略，您预计，未来商用还需要多久？

　　徐銤：目前，示范快堆正在设计阶段，站址福建霞浦也正在进行前期准备工作，2017年年底就可以投入建设，预计2023年建成并装料开始启动。经过一段试运行后，再总结经验、优化流程，就可以考虑示范快堆逐步推广的事情了。如果进展顺利，到2028年，120万千瓦的商用快堆就可以建成。

　　《能源评论》：三代堆也才刚刚进入商用阶段，如果钠冷快堆能够在2028年实现商用，到时候会不会出现三代堆与四代堆相互竞争的局面？

　　徐銤：实际上，不会存在相互竞争问题。只要国内外铀资源能提供，三代堆会继续建造。钠冷快堆开始阶段需要压水堆乏燃料后处理提供工业钚，工业钚提供的越多，钠冷快堆就建的多，将来快堆增殖钚就多，堆就建的更多，如此可逐步将高碳燃料顶替下来，这是我们的希望。

　　《能源评论》：您刚才提到，未来要建设120万千瓦的商用大堆，对目前核电发展的另一个方向小型化，您如何评价其应用前景？

　　徐銤：国际上有相关研究，例如美国的GE公司正在研发模块化小型反应堆。我国也在供暖、船舶等领域进行试验示范。大型钠冷快堆增殖能力强，根据国情，我还是建议发展更大型的钠冷增殖快堆。

　　举例说，60万千瓦的钠冷快堆增殖比可能是1.1，也就是烧掉1公斤钚239，可以得到1.1公斤的钚239；120万千瓦的快堆，增殖比能够达到1.5。这样，就可以很快地积累起新的燃料再建新堆，反应堆倍增时间在十年以内。我曾经做过测算，如果按照这个速度尽快地扩建，到2090年左右，核电就能够供应我国所有的用电需求。

　　《能源评论》：一般来看，先进的技术往往成本会比较高。您认为，钠冷快堆在经济性方面会有竞争力吗？

　　徐銤：经济性更多体现在商用环节，而且与应用规模有一定关系。 在我国钠冷快堆目前还在发展过程中，实验堆、原型堆时期，最为重要是安全性，一定要保证系统的安全可靠。到示范堆阶段，一要保证安全性，二要保证设备的可靠性，三才考虑经济性问题。而等到真正的商用堆阶段，要考虑安全性、可靠性和经济性。到商用堆阶段相应的成本会下降，规模效应也可以保证建造费用有一定幅度的下降，具体成本收益数据，还需等到推广商用后才能最终确定。不过，初步测算，钠冷快堆的建造成本应该会略高于二代堆，但比三代堆AP1000要低一些。当然，这些都要在推广的条件下来对比，仅以制造费用为例，传统压水堆由于压力关系，要采用很多大型锻件，所用钢板都是200毫米厚的钢板，制造费用非常高。中国实验钠冷快堆的压力容器，我们称为主容器，所用钢板只需25毫米厚的钢板围起来焊接即可，不需要使用锻件，成本就降低了很多。

　　聚变前景不明朗

　　《能源评论》：有观点认为，可控核聚变才是人类能源的终极未来。您对核聚变的发展前景怎么看？

        徐銤：对不起，核聚变不是我的专业。核聚变其实已经研究了许多年，与核裂变研究差不多同时起步，但是进展非常慢。在“国际热核聚变实验堆（ITER）计划”设立10多年来，各国联合攻关。到目前为止，仍不能向反应堆持续加入氘和氚进行连续反应。现在看来，真正商用的话，绝不是三五十年的事。

　　《能源评论》：现在的问题在哪里？是否会影响人们对现有裂变技术应用的信心和进程？

　　徐銤：热核聚变目前的主流路线有托卡马克、仿星器。但都存在不可控的问题。如果能实现稳定约束持续反应，热核聚变可能就会进入快速发展阶段。如果总是打一枪停下来，再打一枪，再停下来，就没有办法实现商业利用。

　　除了耐高温材料外，另一个核心问题是如何维持强磁场。王淦昌院士曾怀疑，核聚变用磁约束的办法没有前途，因为规模小了没有意义；规模大了，很难让磁场在保持强大磁力的同时，还要维持超高的温度。因此，人们在对核聚变憧憬的同时，不能停下对现有核裂变技术的研发、推广、应用的步伐。正如世界著名核物理学家Enrico Fermi所言：“会建增殖堆的国家就永远解决了能源问题”。