快堆闭式核燃料循环

《快堆闭式核燃料循环》一书阐述了俄罗斯**专家的研究和实践活动。本书为读者提供了围绕核快堆技术前所未有的见解和基本知识，以及闭式核燃料循环以实现更清洁、更环保和更高效核能的新方法。本书的作者以“突破”项目为框架，详细描述了俄罗斯正在开发的技术，让来自世界各地的读者能够全面了解这些前沿概念，然后将其应用于自己的研究和实践中。本书可供快堆、先进反应堆和燃料循环的核工程师与技术人员参考，推动新技术的发展，并能够利用Proryv项目的经验，推动未来快堆闭式燃料循环的开发。

"叶夫根尼·O.阿达莫夫（Evgeny O. Adamov），俄罗斯荣誉科学家，JSC“NIKIET”和“Proryv”项目的科学总监，Rosatom State Corporation科学与技术委员会主席，200多篇科学出版物和专利的作者。自2012年以来，Adamov教授发起并监督实施了“Proryv”项目，以开展核电新技术平台开发研究。20世纪80年代，Adamov教授在俄罗斯发起了科技活动，为具有闭式核燃料循环（CNFC）和快中子反应堆的大型核电开发新的第五代核技术，从而克服核能生产的基本现代问题。
张明，研究员，中核战略规划研究总院院长助理，曾任院战略所所长、规划所所长，长期从事能源电力、国防科技工业及核领域的战略、规划与政策研究工作。主持国家部委重大问题研究课题与战略、规划、政策咨询项目100余项，多项成果获得中央领导重要批示，省部级科技奖项5项，国家级管理创新奖3项，出版著作15册，公开发表文章30余篇。
刘仕倡，华北电力大学核科学与工程学院副教授、博士生导师。主要从事核反应堆物理与屏蔽方面研究。共发表SCI/EI论文100余篇。主持了国家自然科学基金3项、重点研发计划子课题1项，入选中国科协青年人才托举工程、北京市科技新星、河北省自然科学基金优秀青年科学基金项目。担任中国辐射防护学会辐射剂量学蒙特卡罗方法分会理事，？Scientific Reports等期刊编委，《核动力工程》《同位素》、Nuclear Analysis等期刊青年编委。曾获第21届国际核工程大会最佳学生论文奖、亚洲反应堆物理会最佳学生论文奖、清华大学优秀博士论文一等奖等。"

目录


第一部分全球发电与核电工程的作用
第1章发电与可持续发展
1.1现代能源
1.2当前能耗增长特性
1.3化石有机燃料
1.4基于有机燃料能源工程的资源限制
1.5基于有机燃料能源工程的环境限制
1.6矿物核燃料
1.7可再生能源
1.8热核聚变能量
1.9核电辐射风险和人为风险对公众的影响
第2章核电在俄罗斯燃料和能源工业中的作用
2.1俄罗斯的核电现状
2.2俄罗斯科学院能源研究所预测——2016年
2.3世界核电发展预测
2.4俄罗斯的核电竞争力
第二部分核能工程新技术平台的基本组成
第3章核燃料循环
3.1核燃料循环分类
3.2开式核燃料循环
3.3闭式核燃料循环
3.4闭式核燃料循环能解决的问题
第4章燃料供应
4.1燃耗深度的影响
4.2铀钚燃料在热堆中的作用
4.3对是否在VVER中使用REMIX燃料的俄罗斯核电开发
方案进行系统评价
第5章反应性相关的严重事故预防
5.1切尔诺贝利事故
5.2作为核安全因素的致密燃料
5.3作为核安全因素的重冷却剂
第6章排热严重事故的预防
6.1EBR-1事故
6.2三哩岛核电站事故(美国)
6.3马雅克事故(南乌拉尔邦，俄罗斯)
6.4福岛事故(日本)
6.5重冷却剂是防止核电站发生严重排热事故和爆炸的一个因素
6.6余热排出用一回路空气换热器
6.7预防排热事故的反应堆设计
第7章反应堆开发和安全分析程序
7.1设计程序（软件）
7.2新一代软件
第8章乏燃料和放射性废物的处理及公众风险因素
8.1辐射等效放射性废物管理原则
8.2次锕系元素的嬗变
8.3嬗变核燃料循环
第9章二元核电工程中放射性废物的辐射与辐射等效
9.1核废料和天然原料可能致癌的等效终身辐射风险
9.2年辐射风险模型参数的不确定性对实现二元核能系统
辐射等效的影响
9.3背景发病率和死亡率的不确定性
9.4辐射剂量值不确定性对实现辐射等效的影响
第10章不扩散制度的技术支持和闭式核燃料循环与快堆的
技术出口条件
第11章创新核电的经济竞争力
11.1快堆与闭式核燃料循环的竞争力要求
11.2负荷跟踪对核电站经济性的影响
第三部分核燃料和闭式核燃料循环
第12章铀与铀钚核燃料
12.1铀燃料
12.2铀钚核燃料
第13章快堆用高密度核燃料
13.1金属燃料
13.2碳化物燃料
13.3氮化物燃料的国际经验
13.4俄罗斯在“突破”项目启动前的氮化物燃料研发经验
第14章“突破”项目框架下氮化物燃料的开发
14.1氮化物燃料棒设计要求
14.2氮化物粉末制造技术
14.3俄罗斯氮化物燃料研究
14.4燃料性能验证方法、代码和标准开发
第15章快堆用混合氧化物燃料
15.1芯块技术
15.2振动密实技术
15.3快堆中MOX燃料的使用经验
15.4MOX燃料的工业生产
第16章REMIX燃料
16.1核燃料循环建模
16.2REMIX实验燃料棒制造
16.3REMIX燃料在MIR研究堆中的辐照
16.4REMIX乏燃料后处理
第17章铀钚混合燃料制造技术的适应性调整
第18章燃料生产设施的利用
18.1FSUE“Mayak PA”
18.2FSUE“MCP”
18.3JSC“SCC”
18.4JSC“SSC-RIAR”
18.5JSC“VNIINM”
第19章燃料棒包壳结构材料
19.1提高燃料燃耗的验证研究
19.2“突破”项目框架下的研究
19.3核燃料组件模型（模型片段）的台架试验，包括远距离元件
（小型液态金属台架）——铅介质中的腐蚀试验
第20章乏燃料后处理技术
20.1闭式核燃料循环对乏燃料后处理技术的要求
20.2热堆和快堆乏燃料的现有处理能力
20.3乏燃料后处理——湿法处理技术
20.4乏燃料后处理——干法处理技术
20.5快堆乏燃料PH工艺（干法+水法）联合处理技术
20.6镅和锔的提取与分离
20.7利用等离子体分离技术对乏燃料进行后处理
第21章放射性废物管理
21.1乏燃料与高放废物的运输
21.2乏燃料与高放废物的贮存
21.3核电站运行中产生的放射性废物
21.4乏燃料后处理产生的放射性废物
21.5燃料生产设施的高钚含量放射性废物（以PDEC的MNUP
燃料制造模块为例）
21.6放射性废物处置
第四部分先进反应堆技术与核电工程基础设施
第22章第四代核能系统国际论坛框架下的新一代反应堆技术
第23章基于快堆的技术发展
23.1俄罗斯快堆发展阶段
23.2BN-800反应堆和闭式核燃料循环的建立
第24章“突破”项目框架内的快堆
24.1配备BREST-OD-300试验示范反应堆的发电机组
24.2采用钠冷BN-1200反应堆的发电机组
24.3配备BR-1200的IPC的概念设计
第25章热堆
25.1轻水反应堆
25.2能谱调控
25.3VVER-S反应堆技术
25.4VVER-SKD反应堆技术
第26章核电应用范围的扩展
26.1中等装机容量核电站的展望
26.2低装机容量核电站的展望
26.3核能供热的作用
26.4在电力密集型行业建设核电的机会
第27章替代性反应堆技术
27.1熔盐反应堆
27.2开式核燃料循环和TerraPower项目的快堆
27.3次临界加速器驱动系统
27.4加速器驱动系统的特点
第28章超导输电技术
28.1超导技术展望
28.2沿长直流线路传输的可能功率水平
28.3线路中的能量损失
28.4线路的冷却及确定低温站之间的最大距离
28.5HTSC电缆线路的冷却方案
第29章核电实验设施
29.1BFS测试设施套件
29.2整修BOR-60反应堆
29.3多用途研究堆MBIR
第30章核电数字化
30.1NPE设施建模的数字技术
30.2核设施开发和生命周期管理的数字技术
第31章现代和未来核电的监管框架
31.1俄罗斯核能监管框架
31.2从法律规定角度看待新型核电技术平台项目的特殊性
31.3监管框架分析和改进
第五部分关于建立二元核能工程的战略指导方针
第32章俄罗斯核电的最佳发展方案
32.1方案分析的基本假设
32.2方案分析的源数据
第33章俄罗斯核电发展方案对比分析
33.1基于现有技术的俄罗斯核能发展初步设想(方案0)
33.2基于开式核燃料循环的VVER技术演进的俄罗斯核电
建设方案(方案1)
33.3采用乏燃料后处理、部分闭式核燃料循环及在热堆中使用再生
核材料的发展方案(方案2)
33.4使用MOX燃料的快堆技术发展方案(方案3)
33.5使用MNIT燃料、BR提高的快堆试运行的发展方案(方案4)
33.6使用基于MNIT燃料的BR≈1的快堆试运行的发展方案(方案5)
第34章不同整体装机容量增长情景下俄罗斯核电发展的变化
34.1竞争力(根据LCOE)
34.2保证俄罗斯能源平衡中所需的核能生产份额
34.3对于装机容量增加的系统的安全级别维护
34.4解决与乏燃料及其后处理产物相关的问题
34.5金融和经济稳定
本书结论
参考文献
附录A
附录B缩略语列表
索引