英国伦敦帝国理工学院的Robin W. Grimes教授和剑桥大学的William J. Nuttall教授在8月13日出版的《科学》杂志上发表联名评论文章,勾画了到2030年的全球核能20年复兴计划2。
两位教授在其评论文章中提出了两阶段计划,首先是拥有核能设施的国家替换或延长现有核电站的寿命,第二阶段是到2030年全球核能工业的扩张。研究人员表示其路线图能够弥补由于全球老旧核电、气电和煤电厂退役而产生的能源空缺,并有助于降低对化石能源的依赖。
研究人员建议,基于技术的发展,比现在所用反应堆效率高得多的新型反应堆能够到2030年投入运营。现在大部分国家所用的轻水反应堆对核燃料的利用率很低,应该尽快开发新型快中子核反应堆,能够确保铀资源高效利用和能源安全。此外,研究人员还建议开发具有可替换部件的反应堆,如此其寿命可超过70年,而目前运营的反应堆寿命只有40-50年。
研究人员指出,灵活核能技术将是那些还没有建立起核能工业国家的选择之一, 包括能够系泊在海上的船载民用核电站,为附近的城镇提供电力。这将降低各国修建大型电网基础设施的必要,使得政府从零开始引入核能工业的工作更具有成本效益。
研究人员还建议修建不需要补充燃料的小型模块化反应堆,以密封的形式运送到目的国家,发电时长约为40年。在寿命到期后,反应堆将运回生产地退役和后处理。研究人员指出,由于在发电地避免了燃料管理,对工作人员的辐射程度将会降低,意味着电站运营更为安全。此外,这种灵活核能技术还能够避免核扩散,降低他国再处理乏燃料用于制造核武器的风险。
研究人员指出,需要设计处理乏燃料和放射性组件的全球战略。截至目前,各国还没有制定一套处理核废料的协调战略。建议之一是设立地区中心,各国可将其核废料在此集中再处理。
研究人员认为,在不远的将来,核能复兴的第一阶段将是那些拥有核能基础设施的国家延长现有核电站的寿命,这可以通过进一步开发反应堆监测技术来实现,工程师能够持续评估电站的安全性和性能。
核能复兴的第二阶段将由能源供应的去碳化所驱动。研究人员在文章中列举了核能可持续发展的6条可能的、互为补充的路线,包括:利用非常规铀资源、乏燃料再处理加工成铀钚混合氧化物(MOX)燃料循环、开发快中子反应堆、利用钍燃料循环、研发加速器驱动的次临界反应堆(ADSRs)以及实现核聚变能利用。
研究人员还提醒道,各国政府需要投资培训下一代核能工程师。否则,核工业将没有足够合格的人力资源来实现复兴。
编译自:http://www.admin.cam.ac.uk/news/dp/2010081301;http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/329/5993/799
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《科学》评论文章:英学者提出核能复兴计划
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