中国核电的未来（2018版）

•中国核电的未来•国际和平王岚／译研究院本报告的调研工作得到了伊利诺伊州芝加哥市约翰•D•麦克阿瑟和凯瑟琳•T•麦克阿瑟 基金会的慷慨资助。卡内基国际和平研究院2018年版权所有。卡内基作为一个研究机构，对公共政策问题不持立场；本文仅代表作者的观点，并不代表卡内基及其工作人员或理事的看法。未经卡内基研究院的书面许可，不得以任何形式或任何方式复制或传播本出版物的任何部分。如有疑问，请直接咨询：卡内基国际和平研究院出版部华盛顿特区西北区马萨诸塞大道1779号邮编：20036电话：+1 202 483 7600传真：+1 202 483 1840网址：CarnegieEndowment.org该出版物可在CarnegieEndowment.org/pubs免费下载。目录作者简介................................................v术语表.................................................vi缩略语列表..................................... .......ix概要...................................................11前言...................................................13中国核电选择与闭式核燃料循环...........................18“三步走”战略：技术选择和挑战.........................33电力政策与经济.........................................61影响中国决策的其他关键问题.............................75结论和展望.............................................90注释..................................................105卡内基国际和平研究院..................................131中国核场址地图........................................132 iv作者简介马克•希布斯（Mark Hibbs）是卡内基核政策项目的高级研究员，常驻德国柏林和波恩。在2010年加入卡内基之前，他是核能、核贸易和核不扩散领域的编辑和通讯记者。他的作品发表在多家媒体机构的出版物上，包括英国《金融时报》和麦格希公司的普氏能源资讯，他曾担任后者的欧洲区编辑和亚太区编辑。希布斯的研究集中在国际核贸易和核不扩散管理方面，主要涵盖四个领域：国际核贸易体制、国际原子能机构的决策、核保障监督与核查以及双边核合作协议。2011年和2015年，希布斯主持了两次研讨会，与会者是核供应国集团的成员国政府，核供应国集团是世界上最主要的多边核贸易控制机制。他还在2011年发表了题为《核供应国集团的未来》的卡内基报告。希布斯还进行核电政策研究。2012年，希布斯还与詹姆斯•阿克顿合作撰写了关于福岛事故的报告，标题是《为什么福岛事故本可避免？》。自2011年以来，希布斯在卡内基主持了关于中国核能计划的未来和核燃料循环政策的项目。2014年，希布斯撰写了一份关于土耳其对《不扩散核武器条约》和核供应国集团政策的研究报告，该报告作为《土耳其的核未来》项目的一部分。希布斯还在《纽约时报》《国际先驱者论坛报》《朝鲜日报》《金融时报》《世界报》《每日新闻》《法兰克福汇报》《华盛顿邮报》等多家媒体发表文章和评论。他也经常为“军备控制专家”博客撰稿。v术语表锕系元素是原子序数为89～103的重金属元素。核反应堆中的铀燃料受辐照后，就会生成这些元素，它们具有放射性，但通常寿命很长，并被认为是核废物的一部分。钚和铀被称为主要锕系元素；其余所有锕系元素被称为次锕系元素，包括镎、镅和锔。基本负荷是电网在长时间内必须提供的最低功率水平，通常认为是全天候持续所需的功率输出。与其相对应，峰值负荷是指电网在短时间内必须提供的最大功率水平。燃料在反应堆辐照过程中，新产生的易裂变材料与消耗的易裂变材料的数量之比。燃耗是指一定数量的核燃料提供的能量。对于动力反应堆来说，燃耗的常用单位是MWd/t（或GWd/t）。它是度量反应堆燃料消耗程度的指标。快中子反应堆（或快堆）是利用快中子产生裂变链式反应的反应堆。与之相反，热中子反应堆是利用慢化剂（如水或石墨）减缓中子的运动速度的反应堆。裂变产物是铀燃料在核动力反应堆中受辐照后产生的轻元素，包括碘、铯、锶和氙的同位素。它们具放射性，被认为是核废物的一部分。1吉瓦（GW）相当于10亿瓦，是测量工业发电厂额定电力的标准单位。1吉瓦的电力足以点亮1000万盏额定功率为100瓦的灯泡。重金属是指核燃料中的锕系元素。核燃料的总量通常以吨重金属（MTHM）来表示。vi锕系元素基本负荷增殖比燃耗快中子反应堆裂变产物吉瓦重金属镧系元素是元素周期表第57～71号这15种元素的统称，它们被称为“稀土”金属，其中有些镧系元素是乏燃料的裂变产物。轻水反应堆（LWR）是使用低富集度二氧化铀燃料和轻水（即普通水，而不是含有较多氢同位素氘的重水）的反应堆。轻水是堆芯冷却剂和核裂变链式反应的慢化剂。轻水反应堆是最常用的核动力反应堆。混合氧化物（MOX）燃料中含有二氧化铀（UO2）和二氧化钚（PuO2）。它既可用于轻水反应堆，也可用于快中子反应堆。快堆使用的MOX燃料中钚的含量一般高于轻水反应堆。慢化剂用来减缓核裂变反应中产生的快中子的运动速度，使被慢化的快中子应用于热中子反应堆。商用动力反应堆中最常用的慢化剂是轻水。中子俘获是中子与重核碰撞并被其吸收的核反应。在核反应堆中，铀发生中子俘获，导致铀嬗变成钚。压水反应堆（PWR）是一种轻水反应堆（LWR），反应堆中的水被加高压吸收热量，然后进入蒸汽发生器。沸水反应堆与它相反，直接在堆芯产生水蒸汽。放射性毒性是衡量放射性核素危害人体健康的尺度，衡量标准包括辐射类型、被人体组织吸收的可能性，以及在身体中停留的时间。溶剂萃取是后处理中将乏燃料中钚和铀分离出来并提纯的工艺。vii镧系元素轻水反应堆混合氧化物燃料慢化剂中子俘获压水反应堆放射性毒性溶剂萃取压水堆中，蒸汽发生器利用高压水的热量沸腾低压水，产生蒸汽，然后将蒸汽输送到涡轮机中进行发电。超临界水冷反应堆是一种概念反应堆，反应堆中的水在极高的温度和压力之下工作，液相和气相区别不再明显。热中子反应堆是使用慢化中子的反应堆。超铀元素是原子序数高于铀（92）的重元素。 viii蒸汽发生器超临界水冷反应堆热中子反应堆超铀元素缩略语列表ADS 加速器驱动次临界系统CAS 中国科学院CAEA 中国国家原子能机构CDFR 中国示范快堆CEFR 中国实验快堆CGN 中国广核集团有限公司CGNPC 中国广核电力股份有限公司CIAE 中国原子能科学研究院CNNC 中国核工业集团有限公司COEX 锕系元素联