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全世界核發電能力約為 350GW ，每年產生的乏燃料約 10500t，累計存量達到130000t。乏燃料中含有大量的U、Pu、次量錒系元素（MA）和裂變產物（EP），其中的錒系元素（如Pu、Np、Am和Cm等）和長壽命裂變產物（LLFP）構成了對地球生物和人類的威脅，核反應再循環燃料體系被創立並使用。

隨著石化燃料短缺的日益臨近，再加上石化燃料會產生空氣污染和全球變暖等負面影響，世界更多地關注可循環能源。於是出現（其他）再循環燃料（例如將硝酸鈽轉換成二氧化鈽並與二氧化鈾混合壓片製成燃料）。

基本介紹

中文名：再循環燃料
外文名：recycled fuel；Fuel Cycle
核燃料再循環：“一次通過”與“閉式循環”兩種
起因：核燃料的是否再循環問題
AFC：先進燃料循環
流程種類：TRPO,TRUEX,CTH,DIAMEX,DIDPA

再循環核燃料,流程前景,先進核燃料再循環,先進核燃料循環技術,有關P\T的研究計畫,中國國情,核燃料循環安全的國際管理方案,國際鈾濃縮中心原則,GNEP計畫,

再循環核燃料

1、有三種（四種）燃料循環方式：

一次通過

Pu的再循環（部分、完全）

Pu+MA的完全再循環

2、有兩種方式已實施：

一次通過（OTFC）

Pu的部分再循環（RFC）

3、一次通過與再循環爭論：

經濟性問題：（1）核燃料循環的費用只占核電價格的20%，後端費用只占5%；（2）新燃料循環方式的發展不會影響核電的經濟性。

安全性問題：封閉式燃料循環中的再製作過程會產生鈽，而鈽可能會被用於核武器。

再循環使用的燃料比原來的鈾更貴。

一次再循環的燃料費大約比一次通過高4倍，只有在鈾價高且後處理、MOX燃料製造、高放廢物處置都得到最佳化的情況下，一次再循環才能與一次通過競爭。

一次通過循環方式不符合核能可持續發展戰略；熱堆和快堆核燃料閉式循環中熱堆燃料循環只能適度地提高鈾資源的利用率和減少核廢物體積，只有通過快堆燃料循環才能充分利用鈾資源並實現核廢物最少化。

流程前景

英國Harwell實驗室：“TRPO和DIAMEX是最有套用前景的流程”。

先進核燃料再循環

對反應堆乏燃料進行後處理，將回收的鈾、鈽進行再循環，並將後處理形成的高放廢液（HLW）中所有的錒系元素和某些長壽命裂變產物（LLFP）送回核電站、專用的反應堆或者加速器驅動的系統（ADS）進行嬗變，以大大降低其輻射毒性，這種燃料循環方式叫先進核燃料再循環（超鈾元素完全再循環）。

先進核燃料循環技術

LWR-

乏燃料後處理（回收U，Pu）

從HLW中分離MA

MOX燃料製造（LWR-MOX，FR-MOX）

MOX乏燃料後處理

含有MA的燃料或輻照靶的製造與處理

焚燒器快堆（FBR）及ADS的開發

以LWR-MOX和FR-MOX形式進行的多次再循環

LLFP分離及其嬗變

有關P\T的研究計畫

日本、法國、歐盟的P\T的研究計畫如圖。

中國國情

從核裂變能可持續發展的角度，對基於鈾-鈽循環的核燃料循環體系中的“一次通過”循環、熱堆閉式循環和快堆閉式循環的特點進行分析和比較，指出“一次通過”循環和熱堆閉式循環均不能滿足核能可持續發展的戰略需要，快堆及核燃料多次循環才是我國核裂變能可持續發展的根本出路；國際上核燃料後處理/再循環的技術現狀和主流發展趨勢仍值得我國借鑑研究。

核燃料循環安全的國際管理方案

國際鈾濃縮中心原則

①一切感興趣的，不打算在本國發展敏感核技術並且滿足既定防擴散要求的國家，都可成為該中心的會員國；

②國際鈾濃縮中心的會員國在政治，經濟，科學和技術方面獲得的“便利”勝過因在本國發展核燃料循環能力承受國際壓力所帶來的“不便”；

③國際鈾濃縮中心的商業活動將保持透明，有成本效益和長期投資吸引力；

④國際鈾濃縮中心的濃縮能力將置於 lAEA 保障之下；IAEA 可以參加這箇中心的管理；

⑤感興趣的國家之間要締結政府間協定，以及聯合制訂和批准國際鈾濃縮中心的《憲章》；

⑥濃縮服務提供者，濃縮服務接受者和源鈾供應者可能在國際鈾濃縮中心的支持下實現縱向整合；

⑦國際鈾濃縮中心的產品（以濃縮六氟化鈾形式）應能夠滿足會員國的核反應堆要求；

⑧國際鈾濃縮中心的外國會員將沒有獲取俄羅斯鈾濃縮技術的權利。

GNEP計畫

美國宣布"全球核能夥伴關係"(GNEP)計畫。通過GNEP，美國將與擁有先進核技術的其他國家合作開發能防擴散的新型燃料循環技術，以便提供更多能源，減少廢物產生量以及將擴散危險降至最低。

此外，GNEP將世界各國分為兩類，即核燃料供應國和使用國。

核燃料供應國將為使用國提供從搖籃到墳墓的全程核燃料服務，從而使他們能以最經濟的方式獲得清潔和安全的能源。但作為交換條件，使用國應承諾放棄鈾濃縮和後處理活動。

六國建議：可靠獲取核燃料多邊機制

2006年6月，法國，德國，荷蘭，俄羅斯，英國和美國提出一項建立一個“可靠獲取核燃料多邊機制”的建議，即所謂的“六國建議”。該建議要求在IAEA建立一個長期多邊機制。該機制將由IAEA理事會按照IAEA《規約》加以通過，並經IAEA大會核准，以及作為濃縮服務或濃縮鈾供應商的國家的正式支持。如果商業供應安排由於防擴散義務以外的原因而被中斷，並且通過正常商業過程不能恢復，那么接受國或供應國可以通過與IAEA接洽啟用該機制。接受國或供應國都不能因為商業或技術原因啟用該機制，以避免扭曲商業市場的正常運作。將由IAEA來判定接受國是否符合使用該機制的條件，接受國在下述情況下可以啟用該機制：

接受國已使全面保障協定和附加議定書生效，並且與IAEA沒有懸而未決的特殊保障實施問題，並且接受國遵守國際核安全標準以及《核材料和核設施實物保護公約》，並且接受國已選擇在國際市場獲得供應，而不謀求敏感燃料循環活動，另外，該機制可能需要建立低濃鈾儲備，以便在上述機制未能及時找到備選供應商的情況下，可以動用這些儲備。美國已宣布它將把超出國家安全需要的17t 高濃鈾轉化成低濃鈾作為儲備來支持燃料供應保證。儲備可以由國家持有，或者如果提供儲備的國家願意的話，可以將儲備的使用權正式轉讓給IAEA。日本的建議：IAEA 核燃料供應保證的備用安排系統2006年9月，作為對“六國建議”的補充，日本提出一項建議，即在IAEA的主持下建立一個系統，即所謂的“IAEA核燃料供應保證的備用安排系統”。日本建議該系統兼具能夠有助於防止市場發生失效的信息系統和六國建議中提出的有關供應保證的後備特點。該系統的工作原理如下：

①成員國自願通知作為保存人組織的 IAEA 有關其參加該系統的意向，並登記本國當前庫存中的核燃料供應量和在以下領域的供應能力：鈾礦石供應能力；鈾儲量供應能力，包括回收鈾；鈾轉化能力；鈾濃縮能力；燃料製造能力。任何成員國都有資格參加該系統，但條件是IAEA理事會認為當事國不存在不遵守IAEA保障協定的行為。

②參加國可定期（每年）按以下三個等級通報本國的上述能力：

等級一：已經開始商業活動並正在國內提供產品和（或）服務，但沒有在商業基礎上向國外提供產品和（或）服務。因此，雖核燃料循環國願意在滿足緊急供應要求方面進行合作，但供應數量可能有限，而且可能需要一定的時間才能開始供應。

等級二：已經開始在商業基礎上向國外出口產品和（或）服務。因此，在接到緊急供應要求時，願意在現有能力範圍內儘快供應。

等級三：擁有在接到通知後迅速提供產品和（或）服務的能力。

③IAEA預期將發揮以下作用：

a、在收到“意向書”後與有關參加國締結雙邊“備用安排”，並對整個系統進行管理；

b、作為保存人管理參加國按其承諾領域和能夠提供的能力水平定期向資料庫提供的資料，以及管理IAEA例行收集的有關該系統潛在需求的資料，例如成員國今後的核電生產計畫和國際鈾市場情況。根據資料庫資料編寫有關世界核燃料供應市場情況（充足性）的年度報告將是促進提高市場透明度的一種途徑；

c、在一國發生燃料供應實際中斷時發揮中間人作用。如果一國滿足了相應的國際防擴散準則，該國就可以使用該系統。該系統是一種虛擬安排：因為參加國將繼續持有和控制核燃料供應能力，IAEA不需要實際持有或貯存核燃料。

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