歷時七年，我國乏燃料運輸容器「龍舟」成功打破國外壟斷！

在核電發展中，如何將使用過的乏燃料從核電站外運，鮮少被人提及。

一個事實是，隨著我國核能規模化發展，核電站乏燃料產生量日益增加。按照我國核電中長期發展規劃目標，2020年我國大陸運行核電裝機容量將達到5800萬千瓦，乏燃料累積量將達到7000餘噸，2025年累積量將達到14000餘噸。

現有容器運輸能力無法滿足乏燃料外運需求

乏燃料是在核反應堆或核電站中使用一個周期（12—18個月）後卸出的核燃料，但它並非「廢料」，除含有一定數量的放射性廢物外，還含有許多有價值的物質，如未裂變和新生成的裂變核素（鈾-235、鈾-233、鈈-239等），以及可用作放射源的裂變產物同位素（如鍶-90、銫-137等），這些核素均具有循環利用價值。

我國採取核燃料閉路循環方式，核電站的乏燃料組件從反應堆卸出後，一般在乏燃料水池貯存一定時間後外運至離堆貯存設施貯存，或直接運往後處理廠處理、處置。

乏燃料運輸容器是運輸核電站乏燃料組件的專用設備。

然而，我國絕大多數核電站位於東南沿海地區，乏燃料後處理中試廠卻位於西北。上千里的距離，再加上乏燃料的特殊屬性，除了選擇一條最佳的運輸路線，確保核燃料完好無損的運輸容器，也是保證核燃料運輸萬無一失的關鍵。

但一直以來，我國核燃料運輸容器技術始終受制於人，市場被國外企業壟斷，直接引進的兩台運輸M310 堆型乏燃料運輸容器，每台每次可裝運26組乏燃料組件，每年最多可以運輸4 次，兩台容器每年最多只能夠完成208 組M310堆型乏燃料組件外運工作。

根據我國核電發展規劃，這樣的運輸能力遠遠無法滿足乏燃料外運需求。為滿足乏燃料運輸需求，需要大量購置運輸容器，推進乏燃料運輸容器國產化正當其時。

我國乏燃料運輸史上的里程碑

記者23日從中核集團獲悉，國家科技重大專項及中核集團科技專項「龍舟-CNSC 乏燃料運輸容器研製」項目成果——大型乏燃料運輸容器原型樣機通過驗收，並具備了批量化生產能力。這是我國乏燃料運輸史上具有里程碑意義的事件。

該大型乏燃料運輸容器註冊商標為「龍舟」，可裝載 21 組乏燃料組件，由中國核電工程有限公司（以下簡稱工程公司）研發、西安核設備有限公司製造。

相關人士介紹，2009 年 2 月，工程公司通過「大型先進壓水堆及高溫氣冷堆核電站」國家科技重大專項申請了「乏燃料運輸容器研製」科研課題。2010 年 12 月，國家能源局正式下達任務合同書。同年，中核集團把該課題納入集團重點科技專項。

因具有放射性和衰變熱，為實現安全運輸目的，乏燃料運輸容器需要中子吸收材料保證次臨界安全；需要具有足夠的屏蔽厚度和適當的屏蔽材料來屏蔽γ輻射和中子輻射；要具有良好的散熱結構，以便及時將衰變熱導出，防止組件包殼的溫度過高；要能夠有效地阻擋外部熱量的傳入，使容器能夠在半小時持續800 攝氏度高溫條件下確保安全。

為實現這些目標，容器最後被設計成長約7 米、重達100 噸的「龐然大物」。

乏燃料運輸容器，圖片由本文作者提供

工程公司相關人士告訴記者，運輸容器研製是系列工程，包括新燃料和乏燃料容器，可運輸實驗堆、壓水堆的所有燃料型號，還有後續的高溫氣冷堆等新型核燃料。

該人士告訴記者，乏燃料運輸容器要滿足《IAEA運輸規程》的規定，各國毫無例外地均對容器進行正常和事故運輸條件下的各項調試。前一種條件下的試驗項目包括噴水試驗、自由下落試驗、堆碼試驗、貫穿試驗，其中某些項目若經嚴格論證可滿足要求則可不進行試驗。但容器在假想事故條件下的試驗則必須進行，這些試驗包括下落試驗、貫穿試驗、耐火試驗、水浸沒試驗。

他特別提到，工程公司特地建設了試驗台架，進行數字模擬與試驗驗證。

「設計的工作量非常大，其中一個跌落姿態的計算，僅計算機就需要24 小時不停地運行計算一個星期。」工程公司燃料容器研發項目負責人王慶說，國際上通常採用 1:4 比例模型，為更接近原型容器、對比更加準確，研發團隊設計了 1:3 比例模型容器，以驗證力學計算模型及其參數的選取是否合理有效。

相關人士認為，乏燃料容器原型樣機實現了幾大突破，成功在新燃料運輸容器研製基礎上，突破乏燃料容器的技術難點；成功在監管當局取證，讓技術研發、樣品製造和試驗驗證實現全過程監管。

註：文中圖片除註明外均來自網路

編輯：朱麗

審核：管晶晶

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