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中国核能行业智库丛书 (第二卷)
(Cutting-edge Technology)”,被珐马通公司称为“核燃料的下一次革命(The Next
Evolution of Nuclear Fuel)”,被英国曼彻斯特大学称为“全球挑战的曼彻斯特解决
方案(Global Challenges, Manchester Solutions)”之一,这些认识与我国政策将其纳
入“能源技术革命”不谋而合。核燃料是反应堆系统的关键核心技术,核安全是
全人类的关切。在国内外均对事故容错燃料技术寄予厚望的背景下,主动推进事
故容错燃料研发有助于落实国家决策部署,有助于应对先进核燃料技术领域的全
球合作与竞争。
国际核安全咨询组报告(INSAG-12)描绘了放射性屏障与纵深防御层次之
间的关系,在堆芯燃料不变的情况下,现有一般反应堆系统主要从纵深防御的堆芯
外围来强化核电厂安全。这在很大程度上导致堆芯外围的纵深防御措施被不断强
化,相应的带来核电厂系统越来越复杂,最终核电厂的经济性也受到影响。为此,
有研究人员提出核安全理念的“四个革新”,指出纵深防御无限复杂化可主要通过
采用非能动技术简化设计和采用革新型反应堆技术两条途径来避免。相比上述从
外部强化和“另起炉灶”设计革新型反应堆的思路,如图 2 所示,事故容错燃料对
现有反应堆改进提升和未来新堆设计带来了一种新的视角,即希望从内部突破,从
反应堆核心、放射性的源头——核燃料的强化或革新设计来提升反应堆的安全性,
从而减轻对安全系统的依赖,提升核电厂经济性和可靠性。另一方面,受风能、太
阳能等可再生能源的竞争,电力市场日益希望核电厂的运行更加灵活,但今天的核
电厂其运行灵活性很大程度上是受核燃料的线功率密度、PCI 风险等限制的约束。
核燃料的强化增加的严酷工况抵抗能力无疑会提升核电厂的运行灵活性,从而增
强核电的市场竞争力。
从内突破的新视角正是事故容错燃料成为国际核燃料技术和核安全技术研究
热点的根本原因,它为提升反应堆安全性和经济性提供了新的思路。这一视角的
背后,是可能在后福岛时代,经过多年的研发和验证,最终形成新的核安全标准,
并且这种新的核安全标准是以新一代核燃料产品的形式出现。我国 2018 年正式
开始实施的《中华人民共和国核安全法》第八条规定国家从高从严建立核安全标
准体系,并指出核安全标准应当根据经济社会发展和科技进步适时修改。如果不
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