小型模塊化反應(yīng)堆多年來一直是核工業(yè)科學(xué)家和研究人員的話題，但它們的首次亮相（預(yù)計明年）在多大程度上會對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)計和一個國家現(xiàn)有的乏燃料管理實踐。

小型模塊化反應(yīng)堆相對較小且靈活：功率容量可達(dá)300兆瓦(電)，輸出可根據(jù)需求波動。這使得它們對電網(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)場并安裝，因此預(yù)計它們的建造成本更為低廉。

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

已有核電計劃的國家?guī)资陙硪恢睂ζ浞θ剂线M(jìn)行管理。他們積累了豐富的經(jīng)驗，并建立了適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)設(shè)施。國際原子能機(jī)構(gòu)核燃料循環(huán)和廢物技術(shù)處處長Christophe Xerri說，對于這些國家而言，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現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行調(diào)整，”Xerri說。

新啟動核電國家應(yīng)仔細(xì)考慮乏燃料管理，并在引進(jìn)核能時建立相關(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)，因為管理整個燃料循環(huán)的經(jīng)驗不足，且缺少基準(zhǔn)，”Xerri說。“管理小型模塊化反應(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)計具有可以減少與乏燃料管理相關(guān)任務(wù)的特性?；谶@些設(shè)計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)計為在不換料的情況下運(yùn)行長達(dá)30年。然而，即便如此，也會留下一些乏燃料，必須妥善加以管理。

為了解決這些問題并支持新啟動核電國家，需要對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)計師擁有獨(dú)特的機(jī)會，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)社會對核電的接受度。”國際原子能機(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，并正在加緊努力支持成員國在這一領(lǐng)域的研究和開發(fā)。

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