核能作為一種低碳、高效、安全、經濟的清潔能源，對優化我國能源結構、促進節能減排和污染防治、推進生態文明建設具有重要的意義。發展核電是深入學習貫徹習近平生態文明思想，扎實落實黨的十九大和十九屆二中、三中、四中全會精神，推進綠色發展的戰略選擇。核能發電所用的核燃料在核電站反應堆中使用到一定程度，必須更換新的核燃料。在反應堆內燒過一段時間并從堆內卸出的核燃料即乏燃料，又稱為輻照核燃料。

乏燃料是放射性廢物么?

乏燃料并非放射性廢物。乏燃料中 95%的質量是未經燃燒的鈾，大多數是鈾-238，一小部分是鈾-235，同時還會產生 1%左右的钚等新核素，而鈾、钚等都是有用的核材料，真正產生的放射性廢物并不多。

以一臺百萬千瓦級的壓水堆核電站為例， 每年產生的乏燃料為 20～25 噸左右。例如， 鈾-235 的純度為 3.6% 的新燃 料(鈾 -238 占96.4%)在反應堆中燃燒后，卸出的乏燃料中仍含有 96.2% 的 有 用 核 材 料 ( 其 中 鈾 -238 占94.5%，鈾-235 占 0.8%，钚占 0.9%)，真正的放射性廢 物(裂 變產物和次錒系元素)僅 占 4% 左右。我們可以看到，乏燃料并不“乏”，仍含有大量有用的資源。

乏燃料中有用的核材料提取后可制備成產品進行反復循環使用。千萬別小覷了這類被回收再利用的核材料，它為世界第二核電大國/法國貢獻了 17% 的電力。當前有研究報道稱，乏燃料中的核材料可能有多種工業上、材料上的用途。例如，一些國家對乏燃料中稀有同位素的分離方法進行了研究，提取出的貴重金屬如銀和鉑族金屬釕、銠、鈀，可以或多或少地補償再處理的成本。

各國采取不同的乏燃料管理策略乏燃料的安全管理是保障核工業健康可持續發展的重要前提和基礎。世界上有核國家對乏燃料的管理普遍高度重視，并根據各國國情和核能發展情況分別制定了相應的管理策略。一種是對乏燃料進行后處理，提取回收鈾、钚等核材料，以實現資源的最大化利用，減少高放廢物量，確保乏燃料管理安全和公眾安全，代表國家主要有法國、日本、俄羅斯等;另一種是“一次通過”，即對乏燃料不進行后處理，如美國、芬蘭、瑞典等;還有一些國家采取“ 等等看”，對乏燃料進行暫存，根據研究進展等情況延后決策， 代表國家有阿根廷、韓國、巴西等。

早在上世紀八十年代，我國領導人就高瞻遠矚，確立了“ 熱堆— 快堆— 聚變堆”三步走的核能發展戰略和“對乏燃料實施后處理”的核燃料閉式循環政策。通常，壓水堆核電站鈾資源的利用率僅為 0.5%左右，如果對乏燃料進行后處理，回收出來的鈾在壓水堆再循環利用一次， 可以節省 25%的天然鈾;若將后處理得到的鈾、钚富集后剩下的貧鈾用于快堆燃料，鈾資源利用率將可達到 60% ～70% 。總的來說，乏燃料后處理的優勢很多，可以提高鈾資源利用率，可將乏燃料“變廢為寶”“變廢為少”。

乏燃料的安全管理涉及多個環節

乏燃料不僅含有大量有用的核材料，也含有大量放射性元素，必須加以妥善管理。乏燃料的處理處置主要涉及乏燃料貯存、運輸、后處理、高放廢物深地質處置等環節。

乏燃料運輸

乏燃料運輸是連接乏燃料貯存設施、后處理廠、高放廢物深地質處置庫不可缺少的環節。乏燃料運輸就是在安全的防護措施下，采用特殊容器和專用運輸工具，將乏燃料從一地轉運到另一地的過程。

乏燃料貯存

按照貯存方式，乏燃料貯存可分為濕法貯存(水池貯存)和干法貯存。核電站反應堆卸出的乏燃料首先暫存在核電廠內裝滿水的乏燃料水池，水可以吸收大量的殘余熱量，因此每座核電站都建有配套的乏燃料水池。由于核電站乏燃料存儲能力有限，并且只能作為暫時貯存方式，冷卻到一定程度的乏燃料需要從乏燃料水池移出，在最終處置方案確定前，可以放入特制的干式貯存桶或者濕法中間貯存設備以進行中長期貯存。

乏燃料后處理

乏燃料后處理就是采用化學工藝從乏燃料中回收提取未用盡的鈾和新生成的钚。如果我們將乏燃料簡單視為放射性廢物，將其中的廢 物(裂變產物和次錒系元素)與大量有用的資源(鈾、钚等)一起直接處置，不僅會造成嚴重的鈾資源浪費，還將大大增加需要深地質處置的放射性廢物體積。

高放廢物深地質處置

高放廢物深地質處置，是指將高放廢物存放在穩定的地質構造中，一般在離地表 500～1000 米甚至更深的地質體中。具體來說，就是將乏燃料后處理后剩余的高放廢物進行玻璃固化，之后再放到至少 500 米深的地層內埋掉，使高放廢物永久與人類的生存環境隔離。

乏燃料處理處置能力建設穩步推進

我國早在上世紀九十年代就開展了乏燃料運輸相關研究，2000 年正式啟動乏燃料公路運輸體系建設，至今已建立了相對完善的乏燃料公路運輸體系，并具有多年的安全運輸經驗。隨著乏燃料運輸需求的快速增長，乏燃料公路運輸模式將不可持續。

當前，乏燃料“ 公路— 鐵路— 海路”的多式聯運體系正在緊鑼密鼓推進，預計 2021 年投入運行，這將為未來我國核電站乏燃料的大規模運輸提供更為經濟、高效的運輸保障。

1991 年 4 月，我國開工建設國內首座動力堆乏燃料后處理中試廠。2010 年 12 月 21 日， 該后處理中試廠熱調試取得成功，實現了核燃料閉式循環的目標，有力地推動了核燃料、核電產業的快速發展。

為我國先進后處理工程技術的開發提供了重要的研究實驗平臺，標志著我國已掌握動力堆乏燃料后處理技術。

當前，乏燃料后處理中試廠及配套的乏燃料離堆貯存水池正在安全穩定運行，積累了大量的設施安全運行經驗，儲備了一批后處理方面的管理和技術人才。中法合作的乏燃料商用后處理大廠正處于技術談判、選址等階段。

為有效應對部分核電站的乏燃料貯存設施逐步滿容的情況，避免核電站停堆的風險，解決短期內需要離堆外運的乏燃料的去向問題，乏燃料離堆貯存規劃布局與設施建設正在有序推進。

我國高放廢物深地質處置研究工作始于上世紀八十年代中期，幾十年來在選址、工程屏障等方面取得一定進展，計劃 2020 年建成我國首座深地質處置地下實驗室。

總的來說，核電站反應堆內卸出的乏燃料并不是簡單的放射性廢物，里面仍含有很多有用的資源。通過實施乏燃料后處理，回收提取可利用的部分并加以重復使用，無論從推行循環經濟，還是保障生態環境安全和公眾健康方面來看，都有著極其重要的意義和價值。

(作者單位：劉敏 石安琪石磊 張紅林 李林蔚 王鵬飛 郝強，中國核科技信息與經濟研究院;李志華，中核核電運行管理有限公司)

免責聲明：本網轉載自合作媒體、機構或其他網站的信息，登載此文出于傳遞更多信息之目的，并不意味著贊同其觀點或證實其內容的真實性。本網所有信息僅供參考，不做交易和服務的根據。本網內容如有侵權或其它問題請及時告之，本網將及時修改或刪除。凡以任何方式登錄本網站或直接、間接使用本網站資料者，視為自愿接受本網站聲明的約束。