小型模塊化反應(yīng)堆多年來(lái)一直是核工業(yè)科學(xué)家和研究人員的話題，但它們的首次亮相（預(yù)計(jì)明年）在多大程度上會(huì)對(duì)乏燃料管理造成挑戰(zhàn)呢？專家說，這取決于特定的小型模塊化反應(yīng)堆設(shè)計(jì)和一個(gè)國(guó)家現(xiàn)有的乏燃料管理實(shí)踐。

小型模塊化反應(yīng)堆相對(duì)較小且靈活：功率容量可達(dá)300兆瓦(電)，輸出可根據(jù)需求波動(dòng)。這使得它們對(duì)電網(wǎng)欠發(fā)達(dá)的偏遠(yuǎn)地區(qū)特別有吸引力，也可用作可再生能源的補(bǔ)充，或用于核動(dòng)力的非電力應(yīng)用。小型模塊化反應(yīng)堆可以在工廠制造，然后運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)并安裝，因此預(yù)計(jì)它們的建造成本更為低廉。

在世界范圍內(nèi)，大約有50個(gè)處于不同開發(fā)階段的小型模塊化反應(yīng)堆設(shè)計(jì)和概念。阿根廷、中國(guó)和俄羅斯的三個(gè)小型模塊化反應(yīng)堆電廠正處于建設(shè)或調(diào)試的后期階段，均計(jì)劃于2019年至2022年期間開始運(yùn)行。

已有核電計(jì)劃的國(guó)家?guī)资陙?lái)一直對(duì)其乏燃料進(jìn)行管理。他們積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，并建立了適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)設(shè)施。國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)核燃料循環(huán)和廢物技術(shù)處處長(zhǎng)Christophe Xerri說，對(duì)于這些國(guó)家而言，如果它們選擇基于現(xiàn)有技術(shù)部署小型模塊化反應(yīng)堆，那么對(duì)小型模塊化反應(yīng)堆產(chǎn)生的乏燃料的管理應(yīng)該不存在什么問題。

Xerri說：“由于這種小型模塊化反應(yīng)堆將使用與常規(guī)大型核電廠相同的燃料，因此其乏燃料的管理方式可與大型反應(yīng)堆相同。”即使是采用新技術(shù)的小型模塊化反應(yīng)堆，例如將使用填充石墨棱柱塊形或卵石形燃料的高溫氣冷反應(yīng)堆，擁有核電廠的國(guó)家也已經(jīng)擁有貯存和管理乏燃料的解決方案?！八麄兗瓤梢允褂矛F(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施，也可以根據(jù)新的放射性廢物流對(duì)現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行調(diào)整，”Xerri說。

新啟動(dòng)核電國(guó)家應(yīng)仔細(xì)考慮乏燃料管理，并在引進(jìn)核能時(shí)建立相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施。即使選擇基于當(dāng)前技術(shù)的常規(guī)核電廠或小型模塊化反應(yīng)堆，他們也需要這樣做?！叭绻麄冞x擇首創(chuàng)技術(shù)或不太成熟的技術(shù)，他們將面臨更多的挑戰(zhàn)，因?yàn)楣芾碚麄€(gè)燃料循環(huán)的經(jīng)驗(yàn)不足，且缺少基準(zhǔn)，”Xerri說?！肮芾硇⌒湍K化反應(yīng)堆產(chǎn)生的乏燃料和放射性廢物的解決方案將是在選擇技術(shù)以及燃料供應(yīng)安全時(shí)需要考慮的最重要因素之一?！?/p>

一些小型模塊化反應(yīng)堆設(shè)計(jì)具有可以減少與乏燃料管理相關(guān)任務(wù)的特性。基于這些設(shè)計(jì)的電廠需要較少頻率的換料（每3年至7年一次），而傳統(tǒng)電廠的換料頻率為1年至2年。有些甚至設(shè)計(jì)為在不換料的情況下運(yùn)行長(zhǎng)達(dá)30年。然而，即便如此，也會(huì)留下一些乏燃料，必須妥善加以管理。

為了解決這些問題并支持新啟動(dòng)核電國(guó)家，需要對(duì)一些小型模塊化反應(yīng)堆技術(shù)的燃料循環(huán)進(jìn)行更多的研究和開發(fā)。Xerri強(qiáng)調(diào)，工程師和設(shè)計(jì)師擁有獨(dú)特的機(jī)會(huì)，可以在小型模塊化反應(yīng)堆開發(fā)的早期為改善其乏燃料和放射性廢物管理提出解決方案。他說：“這種做法將有助于解決與燃料循環(huán)后端有關(guān)的不確定性，降低成本，增強(qiáng)社會(huì)對(duì)核電的接受度?！眹?guó)際原子能機(jī)構(gòu)參與了若干正在進(jìn)行的小型模塊化反應(yīng)堆活動(dòng)，并正在加緊努力支持成員國(guó)在這一領(lǐng)域的研究和開發(fā)。

本文刊登于《國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)通報(bào)》2019年6月刊核動(dòng)力堆乏燃料管理。