法日混合氧化物(MOX)燃料再循環(huán)研究擴大，這一舉措反映了兩國在核能領(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(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，電力公司聯(lián)合會表示，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。
日本作為一個資源匱乏的國家，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)運行，乏核燃料的處理成為了亟待解決的問題。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，不僅會造成資源浪費，還可能對環(huán)境和人類健康構(gòu)成潛在威脅。
最初宣布時，計劃是從關(guān)西電力公司的乏燃料庫存中運送約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，乏燃料的運輸和處理環(huán)節(jié)需要嚴格的安全保障和監(jiān)管，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都可能引發(fā)嚴重后果。
電力公司聯(lián)合會稱：“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際應(yīng)用所需的技術(shù)知識，例如乏混合氧化物燃料的特性及其對后處理設(shè)備的影響，并證明國內(nèi)核電站使用的混合氧化物燃料可以在商業(yè)工廠中進行后處理。”
在核能行業(yè)，技術(shù)知識的積累是推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心動力。對于乏混合氧化物燃料后處理技術(shù)而言，了解其特性和對設(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，證明混合氧化物燃料可以在商業(yè)工廠中進行后處理，對于降低后處理成本、實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)具有重要意義。
“在審查過程中，法國歐安諾公司確認了關(guān)西電力公司持有的乏混合氧化物燃料的詳細規(guī)格，從優(yōu)化后處理實際操作的角度，基于乏混合氧化物燃料的性質(zhì)和特點，為了增加獲取的數(shù)據(jù)量，提議提高示范研究的目標數(shù)量。”
法國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)驗和先進的技術(shù)。其基于對乏混合氧化物燃料的深入了解，提出增加示范研究目標數(shù)量的建議，旨在通過更多的數(shù)據(jù)積累，進一步完善后處理技術(shù)，提高后處理的準確性和可靠性。
“作為核運營方，我們經(jīng)過審查后確定，從優(yōu)化后處理實際操作的角度出發(fā)，為了加深從示范研究中獲得的技術(shù)知識，并進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組織指導(dǎo)委員會報告了此事，該委員會于今日批準，我們很高興宣布目標數(shù)量的變更。”
日本電力公司聯(lián)合會作為核運營方，對技術(shù)知識和研究有效性的重視體現(xiàn)了其對核能產(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程，為后續(xù)的技術(shù)改進和工藝優(yōu)化提供更堅實的基礎(chǔ)。乏燃料后處理與退役促進組織指導(dǎo)委員會的批準，也表明了日本在核能監(jiān)管方面的嚴謹性和科學(xué)性。
電力公司聯(lián)合會表示，現(xiàn)在關(guān)西電力公司將總共運送約400噸乏燃料(約20噸乏混合氧化物燃料和380噸乏鈾燃料)至法國用于此項研究。這一數(shù)量的增加意味著研究規(guī)模的擴大，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)果更具普適性和實用性。
關(guān)西電力公司表示，計劃在2030財年(截至2031年3月31日結(jié)束)開始運送其中的100噸。這一時間節(jié)點的確定，既考慮了研究的準備工作，也與日本核能產(chǎn)業(yè)的整體規(guī)劃相關(guān)。在2030財年開始運送部分乏燃料，有助于在既定的時間框架內(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。
該公司還補充道：“為了在中長期內(nèi)利用核能，本公司將通過示范研究努力建立核燃料循環(huán)體系，這對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，在日本實現(xiàn)碳中和目標的過程中扮演著重要角色。穩(wěn)定的電力供應(yīng)對于日本的經(jīng)濟發(fā)展和社會穩(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)合會預(yù)計到2030財年，至少會有12座反應(yīng)堆使用這種燃料。這一預(yù)期反映了日本對混合氧化物燃料應(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，對乏混合氧化物燃料的后處理需求也將相應(yīng)增加，這進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中占據(jù)主導(dǎo)地位，它們的聯(lián)合行動對于推動日本核能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有強大的引領(lǐng)作用。
早在20世紀50年代，日本的核能政策就認識到，這個能源資源匱乏的國家必須對從乏核燃料中回收的鈾和钚進行再循環(huán)利用。直到1998年，日本將其大部分乏燃料運往法國和英國的工廠進行后處理和混合氧化物燃料制造。
然而，自1999年以來，日本一直在儲存乏燃料，以期其本國的后處理和混合氧化物燃料制造設(shè)施能夠全面投入運營。日本核能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程充滿了曲折，從早期依賴國外后處理設(shè)施，到后來致力于本國設(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。儲存乏燃料期間，日本不僅面臨著乏燃料長期存放的安全風(fēng)險，還需要投入大量資金用于儲存設(shè)施的維護和管理。
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)計在1997年完工。該設(shè)施采用的技術(shù)與法國歐安諾公司的拉阿格后處理廠相同。一旦投入運營，六所村后處理廠的最大后處理能力將達到每年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)計后處理廠和混合氧化物燃料廠將分別在2026財年和2027財年完工。
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)進度。建設(shè)過程中可能面臨技術(shù)難題、資金問題、公眾反對等多種因素的影響，導(dǎo)致工程進度受阻。但隨著預(yù)計完工時間的臨近，日本有望在未來幾年內(nèi)逐步實現(xiàn)核燃料后處理和混合氧化物燃料制造的國產(chǎn)化，進一步提升其在核能領(lǐng)域的自主發(fā)展能力。
