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1、核 科 技 信 息2007第 2 期中 国 原 子 能 科 学 研 究 院 主 办核 科 技 信 息(季刊: 1979 年创刊)2007 年第 2 期(总第 88 期) 2007 年 6 月 30 日出版编辑者 核科技信息编辑部(北京 275 信箱 23 分箱;邮编:102413)主 编 李金英出版者 中国原子能科学研究院图书馆印刷者 北京普瑞德印刷厂(内部资料 免费交流)北京市新闻出版局京内资准字 1999-L0267核 科 技 信 息2007 年第 2 期 (总第 88 期) 2007-06-30目 次综 述 3He 聚变能商业化前景展望美国科学家对 3He 聚变能商业化前景的预言(1)空
2、间核动力的发展概况(10)锆铪分离在核工业中的意义及研究现状(16)核燃料的保证供给与核不扩散“IAEA 特别事项”报告(24)核能用于海水淡化的可能性(30)核电站与反应堆国外快堆循环技术开发动向(35)原型快堆“文殊”应用于广泛研究活动(39)核 燃 料 循 环含有次锕系元素的燃料实用化研究开发(续):.含有次锕系元素的燃料制造技术开发(41)含有次锕系元素的燃料实用化研究开发(续): “常阳”辐照试验计划“Am-1”的成果(43)核 技 术 应 用辐射灭菌(46) 高分子辐射加工(48) 简 讯国际核事件分级表补充放射源事件分级(51)国际刑警组织希望获得更多经费用于防止核恐怖袭击(51
3、)20 多个国家对浮动核电站感兴趣(51)美国能源部发展 GNEP 和RRW(52)美国阿贡国家实验室研究新的乏燃料后处理方法(52)美国阿拉巴马州核电站重新启动(53)美国能源部推动 MOX 计划(53)美国佛罗里达州核电项目选定 AP1000 堆型(54)美国洛斯阿拉莫斯国家实验室附近辐射水平升高(54)美国印度讨论核合作协议(55)美国佛罗里达州建造更多核电站(55)俄罗斯核工业重组组建国有公司统管核工业(55)法国 Areva 公司和日本三菱合作研究新型反应堆(56)法国和阿尔及利亚探讨核电(56)法国帮助越南发展核电(56)英国将发布核武器削减战略(57)印度具备潜基核导弹能力(57
4、)巴西计划完建第 3 台核电机组(57)巴西计划 2030 年前建造 8 座核电站(58)巴西投资 5 亿美元开发核动力潜艇(58)伊朗第 1 座核电站 2007 年 10 月发电(59)南非计划增加核电装机容量(59)2科 技 管 理中国原子能科学研究院 2007 年“五四”青年学术报告会获奖名单(60)专 利 简 讯专利简讯 13项(62)本期责任编辑 王丽英3He 聚变能商业化前景展望美国科学家对 3He 聚变能商业化前景的预言金立云,吴继宗,施义晋,汤秀章(中国原子能科学研究院,北京 102413)摘要:本文从核反应机制出发,阐明 D-3He 和 3He-3He 聚变能固有的清洁、安全
5、、经济等突出优点,同时指出 3He 聚变能开发中存在核反应条件(n,T:分别代表等离子体密度、约束时间和温度)要求高,和由于地球上 3He 资源稀少,必须大力开发利用月球上 3He 资源两大技术难点。文章重点介绍了美国威斯康星(Wisconsin)大学核聚变所等单位在月球 3He 资源勘探和 3He 聚变能开发中取得的重大进展,以及该所科学和工程技术专家对 3He 聚变能商业化前景的乐观预言,供广大 3He 新能源关心者参考。关键词:裂变核能;聚变核能;氘-氚(D-T)聚变;D- 3He 聚变; 3He-3He 聚变;月球探测1 核能在我国能源中的战略地位迅速提 升核科技信息 2007 年第
6、2 期NUCLEAR SCIENTIFIC & TECHNICAL INFORMATION. No.2, 20072综 述 新世纪以来,随着我国经济的快速发展,能源和环境已日益成为制约因素。为此,国家出台了一系列重大政策措施,用以不断增加能源供应,降低能源消耗、调整能源结构,减少污染物排放。在这种大趋势推动下,核能在我国能源中的战略地位迅速提升。从十五后期开始,我国的核电发展战略,已从适度发展调整为积极加快发展 。与此相应,我国的核电装机容量将从目前的 870 万 kW,提高到2020 年的 4000 万 kW,在全国总装机容量中的比例,将从目前的 1.6,提高到 2020 年的4,到本世纪中
7、叶,我国核电装机容量预计将达到 1200024000 万千瓦,在全国总装机容量中的比例将超过 10。对更为洁净和丰富的聚变能开发,国家也作了积极安排,首先,我国已于 2003 年 2 月正式加入了共有七方(欧盟、俄罗斯、美国、日本、中国、韩国和印度)参加的国际热核实验堆(ITER)合作项目。该项目已选址法国卡达拉舍(Cadarache) ,并于2006 年 5 月草签了全部合作协议文件。计划投资 100 亿欧元(中国出资 10) ,于 2018 年建成世界上首座 50 万 kW 热核聚变实验堆,用来验证核聚变能大规模应用的科学和工程技术可行性。我国还分别在成都和合肥建立了被称为“人造太阳”的中
8、国环流器 2 号 A 装置和先进超导托克马克(EAST) (目前这两套装置处于国际上同类型、同规模装置的先进行列) ,用以支持 ITER 的核心技术预研。其次,在我国去年编制的中长期科技发展规划中,已把探月工程和载人航天列为重大专项,月球 3He 资源探测被列为主要科学目标,计划于 2017 年前实施绕、落、回三阶段无人探测,为随后择机载人登月和建立月球基地作准备,可见 3He 新能源开发已被提上议事日程。由于裂变核能不产生温室气体,与产生大量温室气体的化石能源相比,是一种已被公认的洁净能源。但是裂变核能伴随着产生大量长寿命放射性裂变产物,需要进行严格的地质处置。加之,裂变反应堆的核安全,核扩
9、散,至今仍有挥之不去的阴影,使广大公众心存疑虑。第 1 代聚变(D-T)核能,是一种较之裂变核能更加洁净和安全的能源,因为它既不产生温室气体,也不产生长寿命高放裂变产物。但是由于 D-T 聚变产生大量高能中子(14.1MeV) ,对反应堆结构材料的辐照损伤非常严重,同时产生大量放射性活化产物,它一直是发展第 1 代聚变核能的最大工程技术障碍。而 3He 聚变核能,由于反应物(D, 3He)和反应产物( 1H, 4He)都没有放射性(只是 D-D 副反应产生少量中子) ,是一种更为洁净、安全和经济的核能。月球探测结果表明,月球表面月壤中积存了数百万 t 3He 资源,如果加以开发利用,可供地球上人类上万年的能源需要。本文从核反应机制出发,阐明 3He聚变核能的固有突出优点,同时指出 3He 聚变能开发中存在核反应物理条件要求高和必须大力开发月球 3He 资源两大技术难点。本文在随后的章节中,将重点介绍上世纪 60 年代以来,美国威斯康星大学核聚变所在月球 3He 资源勘探和 3He 聚变能开发中取得的重大进展,以及该所科学和工程技术专家对 3He 聚变能商业化前景的乐观估计,供广大 3He 新能源关心者参考。2 3He 聚变能的突出优点及开发中存在的技术难点2.1 主要裂变和聚变反应式产生核能的方式分两种,一种是由重同位素( 23