我們挖出比稀土還珍貴寶貝：價值五千多億！各國做夢都想擁有

近日，我國中科院核能研究所研究員吳宜燦獲得第三屆歐洲聚變核能創新獎，以表彰其在核能中子物理前沿領域做出的開創性貢獻。吳宜燦是該獎項設立以來首位獲獎的中國學者，也是首位獲此殊榮的亞洲科學家。歐洲聚變核能創新獎由歐盟委員會2014年發起設立，每兩年評選一次，旨在全球範圍內評選和表彰為聚變領域科技創新做出傑出貢獻的科學家。本文根據國內外公開資料分析其獲獎背景。據公開資料稱，自然界中的鈾，包括鈾238、鈾235、鈾234三種不同中子數的同位素，而只有自然界中含量僅為0.72%的鈾-235可維持鏈式裂變反應，可作為核武器和核電站燃料。而自然界含量占約99.27%的鈾-238和極微量的鈾-234根本不能裂變，為核燃料生產中的的副產物，國際上稱之為貧鈾。由於貧鈾仍然具有很高的放射性，世界各核能利用大國不得不將這些廢物嚴密儲藏起來。

在美蘇爭霸時期，冷戰高潮時美軍最多擁有31255枚核彈頭，這也意味著同時產生了大量的無用的放射性貧鈾。為了降低庫存及保管的壓力，美方利用庫存的鈾-238生產了大量貧鈾武器，如M1A1/A2坦克用的大口徑貧鈾穿甲彈，貧鈾裝甲；戰鬥機，步兵戰車，高炮用的小口徑貧鈾炮彈，由於其具有長期的放射性，損人害己，當地居民和參戰官兵患嚴重疾病的案例猛增，國際社會一直呼籲停用，但美方由於無放射性的重金屬鎢礦資源匱乏，必須從我國進口，一直拒絕停止使用貧鈾武器。同時核電站的核燃料經過反應後，其卸出的核廢料也含有大量的鈾-238等高放射性物質，這些乏燃料的安全處理也成為影響核電可持續發展的瓶頸問題之一。

我國是一個核資源小國，其擁有的核礦資源遠遠不能和美俄相比，在21世紀前，我國的核資源初步滿足了發展一個獨立自主，小而精的核武庫需要。進入21世紀後，隨著我國經濟的迅猛發展，化石能源已不能滿足我國的自給需要，核電站的發展也逐漸得到高度重視；在軍事上，美方導彈防禦技術已逐步轉入實戰部署，小型核武庫有可能失去對敵方的威懾能力。隨著我國核武器技術的不斷提高，大幅提高核彈數量和質量來抗衡導彈防禦系統也是一個現實的選擇。這些都對核資源需求提出了嚴峻的要求。我國的有關科研部門一方面在大力加強對我國核礦資源的勘探，一方面在科研理論上尋求新的突破，以滿足我國核工業發展的需要。

以吳宜燦研究員為代表的我國原子能科研部門，經過30多年的研究，利用核裂變發電和和核聚變發電研究的最新成果，提出了利用大功率質子加速器進行核廢料嬗變成核燃料的方案。即利用加速器產生的高能強流質子束轟擊重核金屬鉛，產生寬能譜、高通量的中子，作為外源來使鈾-238變成人工合成的核燃料鈈239， 與目前採用核反應中子堆通過消耗鈾235，來使鈾238轉換成鈈239相比，其生產數量和效率完全不是一個等級。而與法國的快中子增值堆相比，不僅更加安全，而且產生的人工核燃料也是其2到5倍。從理論上講，該系統的鈾資源利用率可從目前主流發電用輕水堆的1%提高到95%以上，所產生的核廢料不到原乏燃料量的4%，其放射性壽命也縮短到約500年，如果按照現有這些乏燃料計算，其總價值在5000億元以上，意義十分重大。

由於該技術是我國首創，在20世紀90年代國際核學術會議上一經提出就引起了巨大轟動，由於其具有很明顯的軍用價值，直到2003年後，由於快堆技術經實踐發現不能滿足快速乏燃料處理量需要，且安全事故頻發，國際上才開始認同該技術對於整個核行業的重要性。據公開資料披露，在2017年前，我國完成該技術基本路線研究，在2024年前完成首座實驗堆研究，在2030年前建成首座工業示範堆。我國科學家認為，在本世紀末可提供無窮能量的核聚變反應堆突破之前，不僅能滿足我國核武庫發展需要，也能滿足核電站的核燃料需求。

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