基本介紹
- 中文名：一次燃料循環
- 外文名：once-through fuel cycle
- 類別：核燃料循環
介紹,套用條件,循環流程,
介紹
一次通過式燃料循環是燃料循環中的一種方式， 即不從乏燃料中回收鈾、鈽，這樣天然鈾的利用率只有約0.5%。復用經後處理回收的鈾、鈽，可把天然鈾利用率提高到1%～2%。在快中子增殖堆中多次重複使用回收的鈾、鈽，可使鈾的總利用率提高到60%～70%。
套用條件
採用一次燃料循環通過方式還是循環利用方式，決定於技術的可行性和經濟的合理性。就經濟性而言，後處理成本和天然鈾價格起決定作用。據國際原子能機構 (IAEA)國際核燃料循環評價工作組的研究報告， 當每千克U3O8超過88美元時， 燃料循環利用才能在有些國家顯示經濟性。快中子堆能大量節省鈾資源，但基建投資高昂，目前發電成本還不能與熱中子堆相競爭。
自20世紀80年代以來鈾價下跌，而燃料循環後段費用上漲，因而有些國家主張採用一次通過式。另一些國家則認為一次通過不利於核資源的充分利用，應將回收的鈾、鈽先用於熱中子堆。也有的主張將卸出的燃料元件暫儲存，待鈾價上漲到一定程度時再後處理回收其中的鈾、鈽，復用於反應堆。制定核燃料循環的方針時，必須根據本國的經濟發展、能源供需情況及長期核能發展規划進行分析，才能做出最佳的決策。
循環流程
（1）鈾的勘探和採礦：任何循環方案都需要鈾，而且它是核燃料循環的第一步，一台反應堆一年約需要 200 噸天然鈾；
（2）鈾的轉化：在這個過程鈾被氟化，用於提純。中國進行鈾轉化的工廠位於蘭州，1980 年開始運行，現在已經退役，它大約每年能轉化1000 噸鈾。另外一個進行鈾轉化的工廠位於甘肅西北的玉門附近的地窩堡，它大約每年能轉化 500 噸鈾；
（3）鈾的濃縮：鈾存在多種同位素如 U-235、U-238，在熱堆中中子主要和 U-235 作用，使 U-235 發生裂變。天然鈾中 U-235 的含量僅僅為 7‰，而核燃料要求其含量為 3-5%，所以必須對天然鈾進行濃縮。我國的濃縮鈾工廠位於陝西、甘肅、四川和廣東等地區。其中陝西鈾濃縮工廠和蘭州 採用了俄羅斯的離心濃縮技術，而四川和平濃縮工廠採用擴散法濃縮。2013 年 2 月我國第一台擁有自主智慧財產權的離心機在蘭州濃縮工廠試運行；
（4）燃料製造：鈾以其氧化物形式被製成燃料棒，然後送入反應堆輻照；
（5）冷卻：乏燃料從反應堆中卸出後要在冷卻池中冷卻一段時間（一般為 5-7 年）；
（6）臨時存儲：冷卻完成後再將其轉移到臨時存儲廠—甘肅集中濕法儲存廠（CWSF）或秦山乾法儲存廠（至少存放 50 年）；
（7）地質深埋。
