”等效天然鈾“燃料方案是指將後處理鈾與貧鈾按一定比例混合後製成核燃料組件，其鈾-235含量與天然鈾相當。等效天然鈾燃料是一種與天然鈾在中子物理學上等小的回收鈾燃料，可實現壓水堆回收鈾在重水堆上經濟高效利用，將鈾資源利用率總體提高20%左右。這一方法簡化了很多問題，國內已有的技術基礎完全具備”等效天然鈾“加工條件，製造、運輸和使用都不存在技術問題，可以達到投資規模最小化。
基本介紹
- 中文名：等效天然鈾
- 外文名：Natural Uranium Equivalent
燃料方案,管理現狀,
燃料方案
重水堆利用壓水堆乏燃料後處理後的回收鈾兩種可行的方案：
”等效天然鈾“燃料方案是指將後處理鈾與貧鈾按一定比例混合後製成核燃料組件，其鈾-235含量與天然鈾相當。等效天然鈾燃料是一種與天然鈾在中子物理學上等小的回收鈾燃料，可實現壓水堆回收鈾在重水堆上經濟高效利用，將鈾資源利用率總體提高20%左右。這一方法簡化了很多問題，國內已有的技術基礎完全具備”等效天然鈾“加工條件，製造、運輸和使用都不存在技術問題，可以達到投資規模最小化。
2008年，秦山三核聯合加拿大原子能公司、核動力院以及中核北方燃料公司共同開展了回收鈾在重水堆中利用的技術研發項目。2009年回收鈾研發項目被國防科工局列入國家核能開發項目，年底國家核安全局批准秦山三核關於等效天然鈾燃料入堆示範驗證的申請。2010年，國防科工局將”等效天然鈾技術研發和入堆示範驗證項目“列入國家”十二五“核能開發項目。同年3月，等效天然鈾棒束正式裝入秦山三期核電站的堆芯，開始了示範性驗證試驗。2013年，國家能源局將”壓水堆回收鈾的在商用重水堆全堆套用項目“列入國家能源自主創新項目，重水堆對回收鈾的經濟高效利用向產業化邁進。
回收鈾燃料元件生產線改造工作完成後，預計2016年年底可實現全堆套用。一旦全堆套用實施後，秦山三核兩台重水堆（每台70萬千瓦）每年將消耗150噸鈾-235含量為0.858%的回收鈾。一座處理能力為800噸/年的後處理廠將可以同時提供8~10個重水反應堆機組（按每台70萬千瓦計）所需的回收鈾。
- 等效天然鈾燃料設計等效天然鈾採用成熟的原件燃料結構，僅燃料芯塊材料改為等效天然鈾，芯塊結構不變。為確保該類型回收鈾燃料與天然鈾燃料的等效，要求能按現有重水堆燃料製造要求製造；與天然鈾燃料的發電能力相同；堆芯特性參數保持一致，堆芯安全水平不得降低；放射性在可接受的水平。考慮到回收鈾的鈾組分隨堆型、燃料初始富集度、燃耗、乏燃料的冷卻時間等因素而差異明顯，同時還殘存一定量的錒系元素和裂變產物。經分析，回收鈾中殘留的Am、Pu和Np等雜質對燃料的機械、物理、熱工等性能無影響，且大多化學雜質含量低於天然鈾原料，可通過重水堆燃料生產線的現有萃取裝置來去除。對於鈾組分差異問題，必須精確調整回收鈾和貧鈾的混合比例，以實現等效天然鈾燃料與天然鈾燃料的核特性等效。為此，基於一階輸運微擾理論，開發了一套混合比計算方法。燃料製造過程中嚴格按照混合比進行回收鈾的加料和混料，以生產出合格的等效天然鈾粉末。重水堆燃料生產廠家在現有重水堆燃料生產線的基礎上，增加濕法混料設備，按上述原則混料並製造出26根合格的等效天然鈾燃料棒束，棒束情況與天然鈾燃料相當。對等效天然鈾燃料棒束的放射性水平進行了檢查，約為天然鈾燃料的2.5倍。
- 隨堆示範驗證情況安排24根等效天然鈾燃料棒束裝入2個通道中進行隨堆示範驗證。通道按以下原則選擇：在高功率區，分別在2個不同的環路上，通道的破損檢測信號有效，且該通道無雜質磨蝕的記錄。根據上述原則，確定了17個備選通道。根據秦山2台重水堆機組的換了具體情況，最終確定在M05和M16通道中進行隨堆示範驗證。2010年3月22日，首次對兩通道進行等效天然鈾燃料裝料，裝入12根等效天然鈾燃料棒束，並從M05通道換出4根等效天然鈾燃料棒束。2011年3月30日，2個通道的等效天然鈾燃料棒束全部卸出堆芯，轉移到乏燃料水池冷卻待檢。輻照考驗期間，累計24個等效天然鈾棒束進入堆內進行輻照考驗。經輻照，最大卸料燃耗為217.9MW·h/kgU，涉及等效天然鈾的3次卸料操作對應的標準換料方式平均卸料燃耗依次為182.472MW·h/kgU、176.0438MW·h/kgU和179.5125MW·h/kgU。由燃耗情況可見，等效天然鈾棒束在堆內的發電能力與天然鈾棒束相當。總體來看，試驗期間氣體裂變產物量一直處於極低的水平，緩發中子計數保持平穩，表明未出現包殼破損情況。對輻照後的等效天然鈾燃料進行水下檢查。水下檢查主要檢查乏燃料棒束的機械完整性，如變形、掉塊、端板脫落、包殼和焊接裂縫、凹痕、過度腐蝕、包殼塌陷、環脊、異常沉積物或磨蝕等。目前已完成全部等效天然鈾燃料和上一循環（通道內全部為天然鈾燃料）的天然鈾乏燃料棒束的水下檢查。檢查結果顯示，等效天然鈾燃料和天然鈾燃料在堆內輻照後機械完整性均保持良好，未發現輻照後的等效天然鈾燃料與天然鈾燃料有何不同。這是國際上首次回收鈾燃料棒束入堆示範試驗，取得了令人滿意的試驗效果。確認現有的天然鈾重水堆燃料生產線稍加改造即可滿足等效天然鈾的生產要求；等效天然鈾燃料性能與天然鈾燃料無明顯區別，等效天然鈾在重水堆推廣套用不存在技術障礙；利用相同量的回收鈾，在重水堆中可比在壓水堆中多發電32%。
以美國為例，政府在《原子能法》和《核廢物政策法案》中設立了核廢物基金，基金來源於放射性廢物的生產者和所有者，以確保與廢物處置有關的活動費用由他們支付。目前，幾乎所有需要處置的商業乏燃料都歸運營核電站的電力公司所有。由於用於乏燃料集中處置的尤卡山處置庫計畫背終止，目前美國正在考慮興建中央離堆貯存設施以集中管理目前暫存在核電廠址內的乏燃料。
管理現狀
“2003年10月1日，我國《中華人民共和國放射性污染防治法》正式實施，該法規第二十七條規定”核設施的退役費用和放射性廢物處置費用應當預提，列入投資概算或者生產成本。核設施的退役費用和放射性廢物處置費用的提取和管理辦法，由國務院財政部門、核設施主管部門規定。“該法規的出台，標誌著我國政府將核設施退役及放射性廢物處置工作提升至國家愛層面的高度。
隨著我國核電的發展，乏燃料管理問題日益突出。2010年7月10日，為促進核電事業發展，規範核電站乏燃料處理處置基金的徵收、使用和管理，財政部、國家發改委、工業和信息化部根據國務院批示精神，聯合印發了”關於印發《核電站乏燃料處理處置基金徵收使用管理暫行辦法》“（財綜[2010]58號，以下簡稱《乏燃料基金管理辦法》）。該辦法就核電站乏燃料處理處置基金（以下簡稱”基金“）的性質、徵收標準、用途及使用管理等四個方面做了明確說明：
- 基金的性質基金屬於政府性基金，收入全額上繳中央國庫，按照”收支兩條線“原則納入中央財政預算管理。
- 基金的徵收標準凡投入商業運行5年以上的壓水堆核電站分年度按照實際上網銷售電量，以0.026元/千瓦時徵收基金。財政部會同國家發改委、工業和信息化部、國家能源局、國防科工局等部門根據核電發展規模及乏燃料處理處置資金需求的變化，適時調整徵收標準。乏燃料處理處置基金由財政部駐核電廠所在省、自治區、直轄市、計畫單列市財政監察專員辦事處（以下簡稱專員辦）負責徵收，並實行直接繳庫。核電廠向所在地專員辦申報上年實際上網銷售電量和應繳納的乏燃料處理處置基金。專員辦對申報進行審核，並向申報企業開具《非稅收入一般繳款書》。核電廠按照專員辦開具的《非稅收入一般繳納書》所確定的繳款額足額按時上繳基金。若無正當理由拖欠繳納乏燃料處理處置基金，從逾期之日起按日加收滯納金額1%的滯納金。滯納金納入乏燃料處理處置基金收入管理。
- 基金的用途基金用於乏燃料運輸、乏燃料離堆貯存、乏燃料後處理（含燃料後處理中試廠進行的商用核電站乏燃料後處理）、乏燃料後處理產生的高放廢物的處理處置、乏燃料後處理廠的建設、運行、改造和退役、乏燃料處置的其他支出。基金優先安排乏燃料運輸、離堆貯存、後處理及高放廢物處理處置等支出、再安排乏燃料後處理廠建設、運行、改造和退役等支出。
- 基金的使用管理乏燃料處理處置基金年度使用計畫由國家發改委、工信部、國家能源局、國防科工局財政部確定。乏燃料處理處置基金具體項目的安排使用由國防科工局負責，其中大型商用核電站乏燃料後處理廠建設項目資金的安排使用由國家發改委會同國家能源局負責。2014年，為了規範核電站乏燃料處理處置基金項目管理，明確各方責任，推動核電站乏燃料處理處置工作順利進行，國防科工局發不了《核電站乏燃料處理處置基金項目管理辦法》，就基金的用途、管理職責、項目申報與審批、基金項目年度計畫與預算、項目組織實施、財務決算與項目驗收、財務管理、獎勵與懲罰等八個方面做了規定。（1）用途核電站乏燃料處理處置基金屬於政府性基金，專項用於核電站乏燃料處理處置。具體適用範圍包括：乏燃料運輸；乏燃料離堆貯存；乏燃料後處理（含乏燃料後處理中試廠進行的商用核電站乏燃料後處理）；乏燃料後處理所產生的高放廢物處理處置；乏燃料後處理廠的建設、運行、改造和退役；乏燃料處理處置的其他支出。第三條基金項目預決算和經費使用管理按照財政部有關規定執行。第四條基金項目中涉密事項按照國家相關保密管理規定的要求執行。（2）管理職責國防科工局負責基金項目的管理。主要職責是：會同財政部編制和發布基金項目規劃；編制下達基金項目年度計畫；負責基金項目的審批、監督檢查、審計、驗收與後評估；承擔基金項目範圍內乏燃料管理的監督責任；負責基金項目執行過程中的重大事項協調。項目承擔單位的上級單位承擔本系統基金項目的管理和項目範圍內乏燃料管理職責。主要包括：組織所屬項目承擔單位履行相關乏燃料管理責任，並進行監督檢查；組織編制及報送所屬單位基金項目規劃建議及年度計畫建議；審查所屬單位基金項目申報檔案並及時報送；組織所屬單位基金項目的實施，並對實施情況進行監督檢查；組織編制及報送所屬單位基金項目預算和財務決算；國防科工局委託的其他事項。項目承擔單位具體負責基金項目的實施管理和項目範圍內的乏燃料管理。主要職責是：承擔本單位基金項目範圍內相關乏燃料管理的直接責任；編制及上報本單位基金項目規劃建議；編制及上報本單位基金項目申報檔案；編制及上報本單位基金項目年度計畫建議；編制及上報本單位基金項目預算和財務決算；負責本單位基金項目實施和日常管理；負責本單位基金項目驗收的申請和準備。國防科工局組織成立專家委員會，協助開展戰略和規劃研究、項目評審、檢查和驗收工作。（3）項目申報與審批基金項目實施專項規劃管理。專項規劃分為近期規劃和中長期規劃，近期規劃的規劃期為5年，中長期規劃的規劃期為10年。項目承擔單位的上級單位根據實際需求，提出本部門基金項目規劃建議。國防科工局會同財政部組織編制基金項目規劃，用於指導項目的申報與審批。規劃期內，如確需要，國防科工局可直接向有關項目承擔單位的上級單位下達運輸及貯存等工作任務。基金項目分為乏燃料運輸、設施建設、設施運行、設施退役四類。重大設施建設項目的前期工作可作為基金項目申報，視同設施建設類項目管理。各類項目申報檔案的格式及要求按國防科工局有關規定執行。用於乏燃料處理處置其它支出的項目，由國防科工局商財政部研究辦理。（4）基金項目年度計畫與預算基金項目年度計畫按照以下程式確定：項目承擔單位根據批覆的項目建議書、可行性研究報告等（運輸類和設施運行類項目完成方案批覆、設施建設類和退役類項目完成可行性研究報告批覆），提出本單位基金項目下年度計畫建議；項目承擔單位的上級單位匯總基金項目年度計畫建議，並於每年7月31日前編制本系統基金項目年度計畫建議報國防科工局。國防科工局審核項目承擔單位的上級單位基金項目年度計畫建議，於9月30日前提出基金項目年度計畫，商財政部確定後下達項目承擔單位的上級單位。根據基金項目年度計畫，項目承擔單位的上級單位提出下一年度經費預算建議，按照部門預算管理程式報財政部審批。項目承擔單位的上級單位與項目承擔單位應嚴格遵照下達的基金項目年度計畫執行。執行過程中因出現重大情況必須調整的，項目承擔單位的上級單位應於當年8月15日前向國防科工局上報基金項目本年度計畫調整申請，國防科工局綜合平衡後，於當年8月31日前向財政部提出預算調整建議。（5）項目組織實施項目承擔單位按照有關規定，依據批覆要求和年度計畫，做好項目實施過程中的進度、質量、安全和資金的管理。項目承擔單位的上級單位應按照項目批覆和有關規定，指導、督促本部門項目承擔單位完成項目任務，及時協調處理各種問題，定期對本系統的項目執行情況進行監督檢查。國防科工局定期或不定期組織對項目進展、預算執行和經費使用情況進行監督檢查。對於不能按批覆要求完成的項目，項目承擔單位應及時通過項目承擔單位的上級單位，向國防科工局報送終止、撤銷或調整的申請。（6）財務決算與項目驗收大型設施建設和設施退役類項目完成後6個月內，其他項目完成後3個月內，項目承擔單位編制財務決算，國防科工局組織對項目財務決算進行審計，並下達審計決定或出具審計意見。投資1億元以下（含1億元）項目的財務決算，財政部授權國防科工局審批；投資1億元以上項目，經項目承擔單位的上級單位初審後報國防科工局審核，國防科工局提出審核意見後報財政部審批。基金項目由國防科工局或委託項目承擔單位的上級單位組織驗收。項目驗收實行計畫管理，乏燃料運輸和設施運行類項目應在批覆周期結束後一年內完成驗收。設施建設、設施退役及其他類項目應在項目批覆周期內完成驗收。項目承擔單位的上級單位應於每年12月31日前向國防科工局報送本系統下年度應驗收的項目建議；不能按期驗收的，應向國防科工局提交延期申請。國防科工局於每年3月31日前下達當年項目驗收計畫，明確驗收時間、驗收組織部門等。國防科工局根據基金項目實施具體情況，適時組織開展後評估工作。後評估的結論作為今後安排乏燃料處理處置項目的重要參考依據。（7）財務管理項目承擔單位應嚴格執行國家有關財經法規、制度，建立健全內部控制制度，嚴格按照批覆內容建賬核算。項目經費必須專項核算，專款專用。項目承擔單位的財務部門要協助監督項目經費的使用，發現問題及時予以糾正，接受單位審計部門和上級部門的監督檢查。（8）獎勵與懲罰項目實施成效顯著的，國防科工局對有關單位和個人給予表彰。項目實施過程中，發生重大質量和安全事故，違反經費使用、財務和審計制度，發生重大失泄密事件等問題，按國家有關法律法規辦理。
