核廢料泛指在核燃料生產、加工過程中產生的,以及核反應堆用過不再需要且具有放射性的廢料。主要分為高、中、低水平放射性三類,其中高放廢料占核廢料體積比為3%,放射性份額占比卻高達95%。
核廢料按比活度分類
核廢料分類 | 體積占比 | 放射性占比 | 產品種類 | 后處理方式 |
高放廢料 | 3% | 95% | 主要包括乏燃料及其經處理后的含有大量裂變物和超鈾核素的廢物。乏燃料含有95%的鈾、1%的钚,4%的其他核素,經濟價值較高。 | 分3種做法:開式燃料循環;閉式燃料循環;暫時貯存(約50年)。 |
中低放廢料 | 97% | 5% | 主要來自核電站在發電過程中產生的具有放射性的廢液、廢物。 | 存放于核電站內部暫存庫密閉金屬桶不超過5年;運抵中低放廢物處置場,埋入100~300米地下。 |
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相關報告:智研咨詢發布的《2017-2023年中國核電行業市場分析預測及發展趨勢研究報告》
按照國家規劃到2020年我國在運核電機組將達58臺,以每年每臺核電機組產生60m3固體廢物包計算,預計2020年我國每年將產生多達3480m3的固體廢物。然而,我國目前僅有中低放核廢料處置場3座,分別為西北處置場、北龍處置場以及飛鳳山處置場,其規劃容量分別20萬m3、8萬m3以及18萬m3。因此,我國中低放處理能力十分緊缺,按照國務院印發的“十三五”生態環境保護規劃,提出要建設5座中低放射性廢物處置場。
我國中低放處置場
中低放處置場 | 獲運行許可證 | 所在省份 | 持證單位 | 規劃容量 | 已建容量 | 詳情 |
西北處置場 | 2011年 | 甘肅省 | 中核清原環境技術工程有限責任公司 | 20萬m3 | 2萬m3 | 主要接收西北地區軍工廢物,部分退役廢物和核設施低、中放廢物。 |
北龍處置場 | 2011年 | 廣東省 | 廣東大亞灣核電環保有限公司 | 8萬m3 | 0.88萬m3 | 距離大亞灣核電站約5公里,主要處置大亞灣、嶺澳等核電廠運行和退役過程中產生的低、中放固體廢物。 |
飛鳳山處置場 | 2016年 | 四川省 | 中核清原環境技術工程有限責任公司 | 18萬m3 | 2萬m3 | 2016年5月拿到運營資質,具備廢物接收條件,開始試運行。 |
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2015年我國累計產生乏燃料約3000噸。對于裝機容量100萬千瓦的核電機組來說,一般換料周期為1或1.5年,每次換料卸出的乏燃料約為25噸。按照國家規劃到2020年我國在運核電機組將達58臺,據此測算到2020年我國將每年產生乏燃料1275噸,累計產生乏燃料7925噸。按照乏燃料處理費用800~1000美元/kg計算,到2020年我國乏燃料處理費用將達63.40~79.25億美元。
據國防科工局組織編寫的《核電站乏燃料處理處置基金2011~2020年使用規劃(專家咨詢稿)》,2016年前后,全國乏燃料年運輸量將增加到600組左右,在十三五期間,全國核電站所需外運乏燃料總數將超過3000組,需采用百噸級的乏燃料運輸容器運輸100多容器次。
我國乏燃料累計產生量

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我國乏燃料年外運量(組)

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乏燃料運輸、離堆貯存及后處理成為當前我國核燃料循環后端最迫切的環節。
截止目前,我國主要依靠中核清原公司進行商用核電站乏燃料的運輸。該公司僅從美國購買2臺NAC-STC型和1臺Hi-star60型商業壓水堆乏燃料運輸容器,單臺容量分別為26組和12組,且僅適用于公路線運輸。由于我國絕大多數核電站位于東南沿海地區,而乏燃料離堆貯存接收地中核404廠地處西北地區,從運輸距離來看需要3個月/運輸次,加上氣候活動的影響,每年僅能執行兩次運輸任務,最多104組/年。相比于600組左右的年運輸量需求,我國乏燃料運輸能力十分有限。
目前世界主要核電大國均形成了系列化的乏燃料運輸容器,如法國TN系列容器、美國NAC系列容器等;我國已自主研發RY-I和BQH系列乏燃料運輸容器,但其僅適用于實驗堆和核潛艇燃料的運輸,不適用于商用核電站乏燃料的運輸。因此國內尚未具備商用核電站乏燃料運輸容器的研制能力。
我國采用NAC-STC型乏燃料運輸容器,價格約3.8億元;法國乏燃料運輸容器制造商RobatelIndustries公司的一臺小型容器,售價也在1億元左右。面對我國未來乏燃料運輸數量的增加,對乏燃料運輸容器的需求勢必會增加。按照到2020年我國需要增加600組乏燃料組件的運輸能力進行計算,到2020年我國乏燃料運輸容器的市場規模約88億元。
乏燃料組件運輸容器一般由內筒、外筒、頂蓋、格架、緩沖器、散熱片、屏蔽層以及起吊裝置等部分組成;也需要用到格架以分隔每個乏燃料組件,使其在運輸過程中避免互相擦傷。乏燃料組件運輸容器產業鏈上的供應商都將受益于運輸容器的緊缺市場需求。
國家層面也在加強乏燃料處理能力建設:國務院印發的“十三五”生態環境保護規劃,強調核與輻射安全保障能力要得到提升,提出要建設1個高放射性廢物處理地下實驗室。
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