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【本期關注】除了核電“核”還有N種可能
文章來源:中國核工業雜志 日期:2017年06月27日

  發展核能供熱

  解決北方地區大氣污染

  記者:前段時間,中國科學技術協會提出的關于《利用核能取代燃煤鍋爐治理關中城市群大氣污染》的建議,將“游泳池式”反應堆推向了大眾視野。能否介紹一下這一建議的具體內容?

  錢天林:如今,霧霾已成為影響人民正常工作生活和身體健康的頑疾。治理霧霾下一步主攻冬季取暖污染。而核能是當前較成熟的替代一次能源的方法之一。

  我國北方每年的供暖是關系到國計民生的大事,需要采暖范圍遍布全國17個省、市、自治區,占國土面積60%以上,采暖人口達到7億以上。但是,我國集中供暖的熱源仍以熱電聯產和區域鍋爐房為主,所使用的燃料仍然以煤炭為主,每年消耗煤炭已超過5億噸,而燃煤排放物正是導致華北地區冬季霧霾嚴重的主要原因。

  與傳統熱源相比,核能供熱幾乎不排放溫室氣體和傳統意義上的污染物,是解決北方地區大氣污染的有效途徑。一座400MW核能供熱堆每年可替代32萬噸燃煤或16000萬立方米燃氣,比燃煤減排煙塵3200噸、二氧化碳32萬噸、二氧化硫6000噸、氮氧化物2000噸、灰渣10萬噸;比天然氣減排二氧化碳26萬噸、氮氧化物1000噸,而放射性物質排放僅為燃煤的2%左右。如能進一步統一核能供熱堆的管網建設,做到冬可采暖夏可制冷,則能帶動核能供熱、制冷和輻照加工等新興產業發展,既能落實綠色低碳的能源發展戰略,又可有效支撐城鎮化建設,社會效益顯著。

  萬鋼:我想強調一下核能供熱技術的成熟性與安全可靠。核能供熱在國內外均有成熟的運行經驗。自1964年瑞典阿杰斯塔反應堆開始民用供熱以來,全球共建設了200多座池式反應堆,積累了1000多堆年的安全運行實踐。目前,我國國內也已建成11座池式反應堆,包括中國原子能科學研究院的49-2反應堆,累計安全運行超過300堆年。

  從技術角度來講,具有我國自主知識產權的池式低溫供熱堆具有安全性高、零堆熔、零排放、易退役等顯著特點。浸入水池的反應堆采用常壓、低溫、負反應性系數,并在低參數下運行。通過水的自然循環帶走反應堆熱量,不會出現由于失水、失冷和功率失控等所造成堆芯熔融等事故,能夠實現“零堆熔”。堆芯出口的水放射性極低,完全允許工作人員進行正常操作;通過設置中間隔離回路,可阻止放射性物質進入熱網,實現放射性物質的“零排放”。因此可直接接入集中供熱二級管網,供熱距離可以達到30~50公里。供熱堆系統簡單,制造容易,工程實現性好,特別是水池屏蔽效應明顯,放射性源項大大少于核電站,易于拆除、處理,極易退役,退役后廠區可以恢復綠色復用。

  “重工業”要發展

  “輕工業”也不容小覷

  記者:核工業業界一直反映,除了核能作為清潔能源之外,核技術應用也擁有廣闊的市場前景,但一直沒有受到足夠的重視。當前,在供給側改革走向深化的大背景下,核技術應用無疑將為改革帶來新動能,從而迎來新的發展機遇期。那么,“十三五”期間,核技術應用領域將有哪些新的發展舉措?

  萬鋼:如果說核能是核工業的“重工業”,那么核技術應用就是核工業中的“輕工業”。而這個“輕工業”與大眾的生活更貼近,市場更廣闊。

  先講核技術應用就在我們身邊:在農業上,可以用來殺蟲、育種;在工業上,可以進行輻照加工,對材料進行改性;還應用于安保領域,安檢設備就采用了核技術,另外還可以通過中子活化等技術進行考古……當然,還可以應用于醫療上,現在相信大家對于放射性同位素治療癌癥已經不再陌生。可見,核技術與我們生活非常密切。

  事實上,核技術應用的市場相當廣闊。有這樣一組數據:2015年,全國核技術應用產品的產值是3000億元,是2010年的3倍。如果按照這個增長速度測算,“十三五”時期將至少達到9000億元。可見,“十三五”期間國內市場龐大,但實際上,我國在這一領域還未達到世界先進水平,產值遠低于日本和美國。

  當下,我國積極推進核電 “走出去”戰略,我們的核技術應用也可以走出國門。根據“一帶一路”上計劃發展核電的約40個國家估算,其經濟總產值大約在百萬億人民幣左右,如果我們占領2%的市場份額計算,那么核技術應用產值也在兩萬億到三萬億,所以這是一個廣闊的市場。

  記者:據了解,在核醫學領域,我國還存在醫用核素嚴重依賴進口的問題,請問“十三五”期間能否在這方面有所突破?

  羅琦:核醫學應用于人體各個系統的疾病診斷、冠心病和惡性腫瘤等疑難雜癥的診斷、治療及療效評價,是涉及國民醫療健康安全、可持續發展、其它技術和產品不能替代的重要產業。核醫學產業的核心支撐是醫用核素的可靠供給,而國內醫用核素幾乎全部依賴進口,市場供給受制于人,且由于近期國際生產能力不斷下降,供需矛盾越來越突出,嚴重妨礙了我國核醫學發展,影響到人民群眾的身體健康。因此,建設我國自主的新型醫用同位素提取技術試驗堆有利于打破國外壟斷,保障醫用核素可靠供給,具有顯著的現實意義和社會效益。

  中國核動力研究設計院目前已成功研發出了我國自主新型醫用同位素提取技術試驗堆技術。該堆建成后,將形成年產100kCi99Mo、20kCi131I、400Ci89Sr的生產能力。采用這些核素生產的放射性藥品可進行超過1000萬人次的診斷和治療。

  與此同時,我國自主新型醫用同位素提取技術試驗堆是以UO2(NO3)2(硝酸鈾酰)為燃料的均勻水溶液型反應堆,具有堆芯設計彈性大、堆芯固有安全性高、中子利用率高、放射性廢物少、有效獲取多種醫用放射性核素、反應堆建設和運行成本低等多重特性,技術水平已達世界先進水平。2014年,我們正式向國防科工局提出建設我國新型醫用同位素提取技術試驗堆試驗工程的申請。2015~2016年,我們又在原有方案基礎上,結合工程實際,進一步細化了建設方案,并與項目所在地四川省政府達成了加快推進醫用同位素提取技術試驗堆建設的合作協議。醫用同位素提取技術試驗堆建設的各方面條件均已具備。我們希望“十三五”期間這一技術能夠盡早立項,早日形成我國醫用核素的自主供給能力。(盛安陵)

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