核燃料基地建設(shè)漸入佳境 濃縮鈾逐步走向海外
核燃料基地建設(shè)漸入佳境 濃縮鈾逐步走向海外
蘭州，一座被黃河孕育的城市，我國(guó)核工業(yè)鈾濃縮生產(chǎn)的“搖籃”──中核蘭州鈾濃縮有限公司(簡(jiǎn)稱“蘭鈾公司”)誕生于此。
1958年開始建設(shè)的蘭鈾公司原名五〇四廠，是“一五”期間前蘇聯(lián)援建156個(gè)項(xiàng)目之一。五〇四廠1964年1月14日第一次生產(chǎn)出合格的鈾濃縮產(chǎn)品，曾先后為我國(guó)第一顆原子彈、第一艘核潛艇、第一座核電站提供燃料。
核燃料生產(chǎn)依托核工業(yè)體系
進(jìn)入生產(chǎn)車間，里面的景象完全不同于傳統(tǒng)意義上的大型工廠，目光所及之處，不是什么大型生產(chǎn)設(shè)備，而是整齊排列在車間里的一排排“暖瓶”。蘭鈾公司黨委書記姚新民告訴記者，這就是離心機(jī)，濃縮鈾就是靠這種貌似“暖瓶”的裝置濃縮而成的。
姚新民介紹
化學(xué)元素中第92個(gè)元素是鈾，鈾是同位素，分別有鈾-238、鈾-235、鈾-234和鈾-236，其中只有鈾-235可以發(fā)生裂變反應(yīng)，也就是核電站所需的燃料。
但在自然界中，鈾-235的含量是0.711%，鈾-238的含量99%，蘭鈾公司所做就是把自然界中0.711%含量的鈾-235的濃度提高到核電站所需的3%～5%之間。蘭鈾公司的生產(chǎn)過程是一個(gè)物理過程，不改變物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，原料是六氟化鈾，產(chǎn)品依然是它，只是提高其濃度。
姚新民表示，核工業(yè)是一個(gè)完整的體系，目前全國(guó)任何一個(gè)涉核工廠都無法獨(dú)立做出核電站所需燃料，核燃料的生產(chǎn)是核工業(yè)這一完整體系運(yùn)轉(zhuǎn)最終的結(jié)果。
核工業(yè)的基礎(chǔ)有五廠三礦，各廠礦各司其職，從地質(zhì)、礦冶得到黃餅后送入到四〇四廠進(jìn)行鈾轉(zhuǎn)化，而四〇四廠生產(chǎn)的產(chǎn)品就是蘭鈾公司的原料，濃縮后的鈾是蘭鈾公司的產(chǎn)品同時(shí)又是二〇二產(chǎn)的原料，二〇二廠利用濃縮后的鈾生產(chǎn)核燃料原件，送去核電站發(fā)電，廢料在運(yùn)往四〇四廠進(jìn)行后處理，形成一套核工業(yè)的完整體系。
我國(guó)已掌握最先進(jìn)鈾濃縮技術(shù)
記者在車間控制室看到，控制室內(nèi)百余臺(tái)電腦卻只有七八個(gè)工作人員，面對(duì)如此“高、精、尖”的工廠，幾個(gè)員工能應(yīng)付得了嗎?
工作人員告訴記者，工廠設(shè)備為全自動(dòng)化操作，如果發(fā)生安全問題，系統(tǒng)能夠自動(dòng)調(diào)控，即使出現(xiàn)不能自動(dòng)恢復(fù)生產(chǎn)的情況，也只是會(huì)影響產(chǎn)量，不會(huì)有輻射泄露等安全隱患，所有操作均已實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作。
“這是目前最先進(jìn)的鈾濃縮技術(shù)。”姚新民向記者介紹，離心機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的速度為每秒1550轉(zhuǎn)，通過高速旋轉(zhuǎn)，把鈾-235與鈾-238甩開，我國(guó)所用是小型離心機(jī)，每臺(tái)離心機(jī)生產(chǎn)能力為每年3.5公斤分離功，通過并聯(lián)與串聯(lián)的方式把上千臺(tái)離心機(jī)聯(lián)在一起，來提高六氟化鈾的濃度與生產(chǎn)效率。歐洲目前采用大型離心機(jī)，每臺(tái)幾十公斤甚至上百公斤。
據(jù)了解，世界上目前規(guī)模化生產(chǎn)有兩種方法。最原始的方法是擴(kuò)散法，由于能耗大，效率低，逐步被淘汰，由離心法逐步代替，離心法每公斤分離功單位耗能(電)是擴(kuò)散法的二十四分之一，提高效率的同時(shí)降低了成本，綜合成本下降近一半。
蘭鈾公司最初也使用擴(kuò)散法生產(chǎn)，擴(kuò)散法基本原理是熱分子運(yùn)動(dòng)的原理，在機(jī)器中有很多膜片，膜片上有以納米為單位的膜孔，在每平方厘米的膜片上有肉眼看不到的幾十萬個(gè)小孔。由于鈾-235與鈾-238只差3個(gè)分子量，同時(shí)過一級(jí)膜片時(shí)，如同電影院散場(chǎng)時(shí)出門，胖子的難度總是高于瘦子。鈾-235與鈾-238同時(shí)過膜片時(shí)，鈾-235過去的幾率就大一些(專業(yè)叫濃縮系數(shù))。通過一級(jí)濃縮后，鈾-235的濃度就有所提高，通過幾千級(jí)的擴(kuò)散，把鈾-235的濃度提高到所需濃度。
自主創(chuàng)新濃縮鈾逐步走向海外
長(zhǎng)期以來我國(guó)鈾濃縮都是依靠擴(kuò)散分離技術(shù)，落后于國(guó)外水平。蘭鈾公司建廠之初，設(shè)備由俄羅斯(前蘇聯(lián))進(jìn)口，能耗高、產(chǎn)能低，通過改造，到2000年實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)突破，完成一廠變兩廠。
2000年改為離心法，離心機(jī)的裝備除第一批是由俄羅斯提供之外，隨后裝備均由我國(guó)自主完成。目前已完成三期廠房建設(shè)，正在籌建四期廠房。
2013年6月，蘭鈾公司宣布我國(guó)核工業(yè)關(guān)鍵的鈾濃縮技術(shù)完全實(shí)現(xiàn)自主化和工業(yè)化應(yīng)用，標(biāo)志著我國(guó)成為自主掌握鈾濃縮技術(shù)的國(guó)家。蘭鈾公司在采取與推廣應(yīng)用高科技核技術(shù)、核工藝、核材料等方面積累寶貴經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)企業(yè)產(chǎn)能逐步釋放，我國(guó)核燃料基地建設(shè)漸入佳境。
蘭鈾公司高級(jí)工程師 張敏謙：我國(guó)核電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，預(yù)計(jì)到2020年在運(yùn)核電將達(dá)到5800萬千瓦，蘭鈾公司作為全國(guó)最大的鈾濃縮生產(chǎn)基地，濃縮能力基本與核電匹配發(fā)展，滿足這一裝機(jī)量不成問題。從2015年開始，蘭鈾公司生產(chǎn)的濃縮鈾產(chǎn)品不僅可滿足國(guó)內(nèi)發(fā)展需求，而且已經(jīng)與我國(guó)其他核技術(shù)一起走出國(guó)門，面向海外市場(chǎng)。
原標(biāo)題:核燃料基地建設(shè)漸入佳境 濃縮鈾逐步走向海外
來源:中國(guó)電力新聞網(wǎng) 作者:謝文川 繼電保護(hù)測(cè)試儀廠家 www.baisigou.cn 揚(yáng)州君昊電氣 轉(zhuǎn)載此文。
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