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我国铀浓缩离心机投入工业运营 保障未来核电燃料

2018-05-17 11:41编辑:潍坊良友精细化工有限公司人气:


21日,中核集团公司在兰州铀浓缩基地宣布,我国核工业关键的铀浓缩技术完全实现了自主化和工业化应用。这意味着我国的核燃料生产能力不仅可以满足国内核电发展的需要,而且具备了国际竞争实力。

“铀浓缩离心机技术,是核燃料生产的关键技术,也是衡量国家核技术水平的重要标志。我们经过多年自主研制,掌握了这项技术并转化成为工业生产能力,这对保障国家能源安全和我国核电的可持续发展有着重大战略意义,也标志着我国可以上场同俄罗斯和西欧两家世界顶尖的铀浓缩公司同台竞技了。”中核集团公司总工程师雷增光说到激动处扬手做了一个“上场”的手势。

我国铀浓缩离心机投入工业运营 保障未来核电燃料

资料图:俄罗斯商用铀浓缩离心机车间

记者走进这个坐落在兰州西郊山峦下、黄河边的兰州铀浓缩有限公司,在一个大型白色厂房里看到一排排的离心机设备正在运转,发出轻微的嗡鸣声,看不见的机器内部高速旋转着将天然铀中的铀235与铀238分离,使之成为适合核电站使用的燃料。

核电站使用的核燃料要求铀235的含量在2%至5%之间,但在天然铀中,铀235的含量只有0.7%,其余为铀238,因此需要提高铀235的含量。当前主流的铀浓缩离心机技术,是利用高速旋转产生很强的离心力场,来实现二者的分离。

这项“高精尖”技术原来只有俄罗斯等少数国家掌握。雷增光历数研发这项技术的难点:离心机的转速要达到每分钟几万转到十几万转;要连续运行十年以上,中间不停机也不检修;工作介质是具有强腐蚀性的六氟化铀;不是一台而是一批离心机同时运转,必须具备很高的一致性;工业化过程还须经过不同装机规模的长时间试验考核。“这对离心机材料、结构设计、加工工艺、装配技术、试验技术等都提出了很苛刻的要求。”

我国铀浓缩离心机投入工业运营 保障未来核电燃料

前苏联铀浓缩工厂中生产武器级铀的离心机

经过几十年的艰苦努力,中核集团的科研人员自主创新、开拓进取,攻克了众多技术难关。形成了离心机的研发制造,以及整个铀浓缩离心工程的设计、建造和运行的完整产业体系。

兰州铀浓缩有限公司总经理朱纪告诉记者,现在上马了自家生产的铀浓缩离心设备,完全可以保障当前我国在运的17个反应堆的核燃料供应,也能满足到2020年五倍于现在核电规模的燃料需求。“我们要建世界一流的核燃料基地,为核能这一清洁能源的发展做出贡献。”他说。

雷增光透露,中核集团正在研制更先进、更经济的新一代离心机,目前在关键技术的研究上已取得重要进展。“新一代离心机将进一步提高我国在国际铀浓缩领域的地位和竞争力。”

背景资料:

中国今年实现铀浓缩离心机工业化应用

2013年3月,中核工业集团证实,中国自主研制的铀浓缩离心机在兰州成功实现工业化应用。这标志着中国具备了核燃料生产的自主化工业能力,完全掌握了离心法铀浓缩技术,对保障中国核电可持续发展具有重大战略意义。

铀浓缩离心机技术是核燃料生产的关键技术,是衡量国家核技术水平的重要标志。据介绍,曾经投入实际运行的铀浓缩方法主要有气体扩散法、气体离心法、电磁分离法和化学分离法四种,其中气体离心法的成本效益最好。离心机具有高真空、高转速、强腐蚀、高马赫数、长寿命、不可维修等特点,其研制涉及机械、电气、力学、材料学、空气动力学、流体力学、计算机应用等多种学科的理论和技术领域,技术难度很大。国际上从事离心机研制的国家有俄罗斯、西欧三国(德国、荷兰、英国)、美国、日本和巴西等十多个国家,真正实现工业化生产的只有西欧Urenco合资公司和俄罗斯Rosatom公司。

我国铀浓缩离心机投入工业运营 保障未来核电燃料

欧洲铀浓缩公司生产的燃料棒

此外,铀浓缩离心机也有重要的军事潜力,前苏联研发铀浓缩离心机就是用于生产核武器。根据外媒的报道,中国采用气体扩散法生产的核材料约为15-20吨,而美国和前苏联在冷战期间各自生产了上千吨的浓缩核材料。美国认为,中国要扩大核武库的话就需要扩大核材料的生产能力,掌握铀浓缩离心机技术是其中的重要步骤。

什么是铀浓缩的气体离心法

(来源:网络整理)

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