法日混合氧化物(MOX)燃料再循環(huán)研究擴(kuò)大，這一舉措反映了兩國(guó)在核能領(lǐng)域合作的深化。在全球核能發(fā)展的大背景下，混合氧化物燃料再循環(huán)技術(shù)被視為提高核燃料利用率、減少高放射性核廢料產(chǎn)生量的關(guān)鍵路徑之一。
日本電力公司聯(lián)合會(huì)(FEPC)在2023年5月宣布，將與歐安諾公司合作開展乏混合氧化物(MOX)燃料后處理的示范研究與開發(fā)。當(dāng)時(shí)，電力公司聯(lián)合會(huì)表示，為了讓日本能夠繼續(xù)使用核能發(fā)電，必須安全可靠地處理和處置燃料，包括從正在使用混合氧化物燃料的日本反應(yīng)堆中取出的乏混合氧化物燃料。
日本作為一個(gè)資源匱乏的國(guó)家，核能在其能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)重要地位。然而，隨著核電站的持續(xù)運(yùn)行，乏核燃料的處理成為了亟待解決的問(wèn)題。乏混合氧化物燃料中含有未完全反應(yīng)的核燃料以及產(chǎn)生的各種放射性物質(zhì)，如果不能妥善處理，不僅會(huì)造成資源浪費(fèi)，還可能對(duì)環(huán)境和人類健康構(gòu)成潛在威脅。
最初宣布時(shí)，計(jì)劃是從關(guān)西電力公司的乏燃料庫(kù)存中運(yùn)送約200噸乏燃料(包括約10噸乏混合氧化物燃料和約190噸乏鈾燃料)。關(guān)西電力公司作為日本重要的電力供應(yīng)商，其乏燃料庫(kù)存的管理和利用直接影響到日本核能產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展。在核燃料循環(huán)體系中，乏燃料的運(yùn)輸和處理環(huán)節(jié)需要嚴(yán)格的安全保障和監(jiān)管，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題都可能引發(fā)嚴(yán)重后果。
電力公司聯(lián)合會(huì)稱：“自那以后，我們一直在與包括后處理承包商歐安諾公司在內(nèi)的相關(guān)方合作，開展后處理示范研究，以獲取乏混合氧化物燃料后處理實(shí)際應(yīng)用所需的技術(shù)知識(shí)，例如乏混合氧化物燃料的特性及其對(duì)后處理設(shè)備的影響，并證明國(guó)內(nèi)核電站使用的混合氧化物燃料可以在商業(yè)工廠中進(jìn)行后處理。”
在核能行業(yè)，技術(shù)知識(shí)的積累是推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心動(dòng)力。對(duì)于乏混合氧化物燃料后處理技術(shù)而言，了解其特性和對(duì)設(shè)備的影響，有助于優(yōu)化后處理工藝流程，提高處理效率和安全性。同時(shí)，證明混合氧化物燃料可以在商業(yè)工廠中進(jìn)行后處理，對(duì)于降低后處理成本、實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)具有重要意義。
“在審查過(guò)程中，法國(guó)歐安諾公司確認(rèn)了關(guān)西電力公司持有的乏混合氧化物燃料的詳細(xì)規(guī)格，從優(yōu)化后處理實(shí)際操作的角度，基于乏混合氧化物燃料的性質(zhì)和特點(diǎn)，為了增加獲取的數(shù)據(jù)量，提議提高示范研究的目標(biāo)數(shù)量。”
法國(guó)歐安諾公司作為全球知名的核能企業(yè)，在核燃料后處理領(lǐng)域擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)的技術(shù)。其基于對(duì)乏混合氧化物燃料的深入了解，提出增加示范研究目標(biāo)數(shù)量的建議，旨在通過(guò)更多的數(shù)據(jù)積累，進(jìn)一步完善后處理技術(shù)，提高后處理的準(zhǔn)確性和可靠性。
“作為核運(yùn)營(yíng)方，我們經(jīng)過(guò)審查后確定，從優(yōu)化后處理實(shí)際操作的角度出發(fā)，為了加深從示范研究中獲得的技術(shù)知識(shí)，并進(jìn)一步提高后處理示范研究的有效性，增加獲取的數(shù)據(jù)量是必要的。因此，我們向乏燃料后處理與退役促進(jìn)組織指導(dǎo)委員會(huì)報(bào)告了此事，該委員會(huì)于今日批準(zhǔn)，我們很高興宣布目標(biāo)數(shù)量的變更。”
日本電力公司聯(lián)合會(huì)作為核運(yùn)營(yíng)方，對(duì)技術(shù)知識(shí)和研究有效性的重視體現(xiàn)了其對(duì)核能產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的責(zé)任。增加數(shù)據(jù)量可以更全面地了解乏混合氧化物燃料的后處理過(guò)程，為后續(xù)的技術(shù)改進(jìn)和工藝優(yōu)化提供更堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。乏燃料后處理與退役促進(jìn)組織指導(dǎo)委員會(huì)的批準(zhǔn)，也表明了日本在核能監(jiān)管方面的嚴(yán)謹(jǐn)性和科學(xué)性。
電力公司聯(lián)合會(huì)表示，現(xiàn)在關(guān)西電力公司將總共運(yùn)送約400噸乏燃料(約20噸乏混合氧化物燃料和380噸乏鈾燃料)至法國(guó)用于此項(xiàng)研究。這一數(shù)量的增加意味著研究規(guī)模的擴(kuò)大，將為法日雙方在乏混合氧化物燃料后處理技術(shù)研究上帶來(lái)更多的成果可能性。更多的乏燃料用于研究，可以更全面地涵蓋不同類型、不同工況下產(chǎn)生的乏燃料特性，從而使研究結(jié)果更具普適性和實(shí)用性。
關(guān)西電力公司表示，計(jì)劃在2030財(cái)年(截至2031年3月31日結(jié)束)開始運(yùn)送其中的100噸。這一時(shí)間節(jié)點(diǎn)的確定，既考慮了研究的準(zhǔn)備工作，也與日本核能產(chǎn)業(yè)的整體規(guī)劃相關(guān)。在2030財(cái)年開始運(yùn)送部分乏燃料，有助于在既定的時(shí)間框架內(nèi)完成研究任務(wù)，為后續(xù)的技術(shù)應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供支持。
該公司還補(bǔ)充道：“為了在中長(zhǎng)期內(nèi)利用核能，本公司將通過(guò)示范研究努力建立核燃料循環(huán)體系，這對(duì)于提高日本的能源自給率、確保穩(wěn)定的電力供應(yīng)以及實(shí)現(xiàn)碳中和至關(guān)重要。”
從能源戰(zhàn)略角度看，建立核燃料循環(huán)體系是日本實(shí)現(xiàn)能源多元化、提高能源自給率的關(guān)鍵舉措。核能作為一種低碳能源，在日本實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的過(guò)程中扮演著重要角色。穩(wěn)定的電力供應(yīng)對(duì)于日本的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定至關(guān)重要，而核燃料循環(huán)體系的完善將為核能的持續(xù)穩(wěn)定利用提供保障。
盡管到目前為止，日本只有四座反應(yīng)堆重啟并使用了混合氧化物燃料，但電力公司聯(lián)合會(huì)預(yù)計(jì)到2030財(cái)年，至少會(huì)有12座反應(yīng)堆使用這種燃料。這一預(yù)期反映了日本對(duì)混合氧化物燃料應(yīng)用前景的看好，也表明了日本在核能領(lǐng)域持續(xù)發(fā)展的決心。
隨著更多反應(yīng)堆使用混合氧化物燃料，對(duì)乏混合氧化物燃料的后處理需求也將相應(yīng)增加，這進(jìn)一步凸顯了此次法日合作研究的重要性和緊迫性。電力公司聯(lián)合會(huì)代表11家電力公司，其中包括9家公用事業(yè)公司(不包括沖繩電力公司)、日本原子能電力公司和電源開發(fā)公司(J - Power)。這11家公司在日本電力市場(chǎng)中占據(jù)主導(dǎo)地位，它們的聯(lián)合行動(dòng)對(duì)于推動(dòng)日本核能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有強(qiáng)大的引領(lǐng)作用。
早在20世紀(jì)50年代，日本的核能政策就認(rèn)識(shí)到，這個(gè)能源資源匱乏的國(guó)家必須對(duì)從乏核燃料中回收的鈾和钚進(jìn)行再循環(huán)利用。直到1998年，日本將其大部分乏燃料運(yùn)往法國(guó)和英國(guó)的工廠進(jìn)行后處理和混合氧化物燃料制造。
然而，自1999年以來(lái)，日本一直在儲(chǔ)存乏燃料，以期其本國(guó)的后處理和混合氧化物燃料制造設(shè)施能夠全面投入運(yùn)營(yíng)。日本核能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程充滿了曲折，從早期依賴國(guó)外后處理設(shè)施，到后來(lái)致力于本國(guó)設(shè)施的建設(shè)，反映了其在核能領(lǐng)域追求自主發(fā)展的努力。儲(chǔ)存乏燃料期間，日本不僅面臨著乏燃料長(zhǎng)期存放的安全風(fēng)險(xiǎn)，還需要投入大量資金用于儲(chǔ)存設(shè)施的維護(hù)和管理。
青森縣六所村的一座后處理廠于1993年開始建設(shè)，最初預(yù)計(jì)在1997年完工。該設(shè)施采用的技術(shù)與法國(guó)歐安諾公司的拉阿格后處理廠相同。一旦投入運(yùn)營(yíng)，六所村后處理廠的最大后處理能力將達(dá)到每年800噸。同樣位于六所村、年產(chǎn)130噸混合氧化物燃料的工廠于2010年末開始建設(shè)。
然而，后處理廠和混合氧化物燃料制造廠的完工都面臨多次延期。日本核燃料有限公司在8月表示，目前預(yù)計(jì)后處理廠和混合氧化物燃料廠將分別在2026財(cái)年和2027財(cái)年完工。
這些設(shè)施的建設(shè)延期，不僅增加了日本乏燃料處理的壓力，也影響了日本核燃料循環(huán)體系的建設(shè)進(jìn)度。建設(shè)過(guò)程中可能面臨技術(shù)難題、資金問(wèn)題、公眾反對(duì)等多種因素的影響，導(dǎo)致工程進(jìn)度受阻。但隨著預(yù)計(jì)完工時(shí)間的臨近，日本有望在未來(lái)幾年內(nèi)逐步實(shí)現(xiàn)核燃料后處理和混合氧化物燃料制造的國(guó)產(chǎn)化，進(jìn)一步提升其在核能領(lǐng)域的自主發(fā)展能力。
