2019年8月,國際原子能機構(IAEA)發布了《2019 年核技術評論》 。該評論涵蓋以下領域:電力應用,原子數據和核數據,加速器和研究堆的應用,核技術用于糧食、土壤和牲畜管理,癌癥診斷和治療,降水中同位素、海洋酸化效應和文化遺產保護研究的新發展。
1 電力應用
1.1 當今核電
截至2018年12月31日,全球共有450座在運核電反應堆,總裝機容量為396.4GWe,較2017年增加約5GWe,是迄今最高的數字。其中,約82.2%是輕水慢化冷卻堆,10.9%是重水慢化冷卻堆,3.1%是輕水冷卻石墨慢化堆,3.1%是氣冷堆,還有3座液態金屬冷卻快堆。將近89%的核發電量是由376座輕水堆生產。
2018年,9座新的壓水堆并網:中國有7座(海陽1號、海陽2號、三門1號、三門2號、臺山1號、田灣4號和陽江5號) ,俄羅斯有2座(列寧格勒二期1號和羅斯托夫4號) 。7座核電反應堆被永久關閉:中國臺灣金山1號,日本伊方2號、大飯1號、大飯2號和女川1號,俄羅斯列寧格勒1號以及美國牡蠣溪。5座核電反應堆開始建造:土耳其阿庫尤1號,俄羅斯庫爾斯克二期1號,孟加拉國羅布爾2號,韓國新古里6號以及英國欣克利角C-1號。
核電擴展以及近期和遠期增長前景仍集中在亞洲。截至2018年12月31日, 共有55座反應堆在建, 其中35座在亞洲。 2005年以來并網的68座新反應堆中有58座也在亞洲。
目前,核電在運國、擴展國和新加入國的情況如下:
(1)在運國。截至2018年年底,450座在運核電堆中,66%已經運行了30年以上。越來越多的核電站正在實施長期運行和老化管理計劃。其中:①匈牙利已接近完成其反應堆運行壽期延長工作,匈牙利原子能管理局已批準波克什4臺機組在達到其最初的30年許可證運行壽期后再運行20年,并計劃于2020年開始在波克什再建2臺機組(即波克什二期項目),預計將在2026年和2027年投入商業運行;②伊朗于2018年5月開始布什爾2號機組(1050 MWe)施工場址的土壤穩固工作,計劃建造的兩臺機組布什爾2號和3號預計將分別在2026年和2027年并網;③加拿大達靈頓核電站2號機組開始進行整修工作,達靈頓所有4臺坎杜堆機組均計劃進行整修以延長運行至2055年,整修工作計劃在2026年以前完成;另外,皮克林核電站于2018年8月被授予10年運行許可證;④英國政府根據2017年“清潔增長戰略”提出的新增17.8GWe核電容量目標, 已采取行動鼓勵新建核電站;欣克利角C第一座反應堆正在進行場址準備工作, 計劃于2025年投入運行;⑤2018年7月,保加利亞科茲洛杜伊核電站完成了升級改造,可將運行壽期延長至2051年;2018年6月,內閣取消了2012年關于終止建造貝勒尼核電站的決定,允許恢復該項目及相關場址工作;⑥2018年,墨西哥對擴大拉古納維爾德核電站裝機容量進行了研究;⑦亞美尼亞正在致力于延長梅察莫爾核電站2號機組的運行壽期; ⑧羅馬尼亞計劃通過在切爾納沃德核電站建造和調試3號和4號機組,進一步提高核發電容量,并于2018年5月決定將在2026年對切爾納沃德1號機組進行關閉整修;⑨2018年5月, 捷克電力公司經過研究證明泰梅林核電站機組60年運行壽期不存在基本安全或技術障礙;⑩瑞典和瑞士按計劃維持現有的核電站。IAEA收集的安全指標表明,核電站運行安全仍然保持高水平。
(2)擴展國。在運行核電站的30個成員國中,有11個正在積極新建核電機組或擴大核電計劃。正在進行的55個核電項目中, 有46個是現有核電計劃的國家在開展, 主要是中國(11個)、印度(7個)和俄羅斯(6個)。其中:①中國有46臺在運核電機組,還有11臺在建核電機組,預計到2030年核電容量將達到120~150 GWe以及在海外建造的核電機組將達到30座;②俄羅斯有37座在運核電堆,還有6座在建核電堆,計劃到2030年核電在電力供應中的份額將達到25%~30%, 到2050年增至45%~50%,到本世紀末達到70%~80%; 俄羅斯于2018年4月完成了浮動核電站“羅蒙諾索夫院士號”的建造;③芬蘭的奧爾基洛托3號歐洲壓水堆(EPR)項目已進入調試階段,冷熱功能測試已經完成,商業運行計劃于2019年底開始;芬蘭現有在運核電機組4臺,并計劃擴大核電計劃,奧爾基洛托1號和2號機組的運行許可證已延長至2038年,漢希克維1號項目仍在進行許可證審批,計劃于2019年開始建造;④巴基斯坦“能源安全計劃”制定了到2030年核電容量達到8800 MWe的目標,其中包括建造一座1100 MWe的壓水堆,預計2020年開工、2025年開始商業運行;⑤美國有98座在運商用核電堆, 沃格特3號和4號AP1000機組正在建造中,計劃分別于2021年和2022年投入運行;有6臺機組提交了延壽至80年的申請;⑥2018年3月,印度核電有限公司和法國電力公司簽署了關于建造杰塔普核電站的協議,該電站包括6座歐洲壓水堆;10月,印度與俄羅斯簽署了建造一座包括6臺VVER機組的核電站的協議;⑦巴西政府正在尋求增加其核電容量,計劃在2025~2030年期間投入運行4座新的壓水堆; ⑧阿根廷恩巴爾斯核電站正在進行延壽和升級改造,阿圖查1號機組獲得了運行至2024年的延壽許可;⑨韓國根據2017年12月頒布的《第八個長期電力供需基本計劃》 ,將在2023年之前繼續建造5臺APR-1400機組;⑩《烏克蘭2035年能源戰略》預計到2035年核電在該國電力供應中的份額將達到50%; 2018年還完成了恢復建造赫梅利尼茨基3號和4號機組的可行性研究; 烏克蘭羅夫諾3號機組的運行許可證也被延長20年,即可持續運行至2037年。法國維持著58臺在運核電機組的現狀,弗拉芒維爾核電站的一臺新機組計劃在2019年底前完成裝料。 日本政府于2018年7月批準了《基本能源計劃》 ,確認到2030年核電份額約為20%~22%;玄海4號機組按照新的監管標準重新啟動; 大井3號和4號機組以及東海2號機組將獲許繼續運行。
(3)新加入國。在正在考慮、規劃或積極致力于將核電納入能源結構的28個成員國中,有19個已開始對核電基礎結構進行研究;5個已做出決定,正在準備必要的基礎結構;5個已簽署合同,正在籌備或已開始建造。其中:①阿拉伯聯合酋長國第一座核電站,即位于巴拉卡的所有4座反應堆繼續施工建造;②白俄羅斯位于奧斯特洛韋茨的第一座核電站的兩臺機組繼續施工建造,計劃在2019年和2020年進行調試;③孟加拉國盧普爾核電站1號和2號機組預計分別在2024年和2025年進行調試,第二個核電站項目也作了規劃;④土耳其法令頒布了新的核立法,阿庫尤核電站已開始建造,第一臺機組預計于2023年進行調試; ⑤埃及位于埃爾達巴的4臺機組核電站正在接受場址許可證審查,建造工作預計于2020年開始,第一臺機組預計于2026年進行調試;⑥沙特阿拉伯預計將并行建造一座小型模塊堆(SMR)和兩座常規核電站;SMR預計于2020年開始建造;兩座常規核電站正在進行采購過程,第一座核電站預計于2021年開始建造, 并于2028年進行調試; ⑦約旦也在制訂雙軌核電計劃,包括在2019年之前選定并于2027~2028年部署總裝機容量為200~600MWe的SMR,以及建造一座約1000 MWe的大型壓水堆,時間很可能是2030年后;⑧2018年10月,烏茲別克斯坦與俄羅斯聯邦簽署了建造其第一座總裝機容量達2400 MWe的雙機組核電站的協議; ⑨尼日利亞正在計劃通過建造-擁有-運行-轉讓方式建造4座反應堆,第一臺機組將于2027年投入運行;⑩肯尼亞在決定繼續核電計劃之前,計劃在2027年進行第一座核電站調試。此外,在波蘭,如果政府決定繼續執行核電計劃,第一臺機組預計在2030年進行調試。
1.2 核電增長預測
根據IAEA 2018年的預測,在高增長假設方案下,預計至2030年全球核電容量將增加30%,達到511GWe,至2050年將增至748GWe,占全球發電容量的5.8%;在低增長假設方案下,預計至2030年核電靜裝機容量將從2017年底的392 GWe下降10%以上,至2050年再反彈至2030年水平,核電在全球發電容量的份額將從目前的5.7%下降至2.8%。低值和高值預測之間的很大差異歸因于有關大量反應堆更換的不確定性,這些反應堆計劃在2030年前后退役,特別是在北美和歐洲地區。政府間氣候變化問題小組最近題為《全球變暖1.5 ℃》的特別報告中提出的排放途徑反映了大幅擴大核電對減緩氣候變化貢獻的必要性。在符合限制全球變暖在1.5 ℃的大多數途徑中,核電到2050年的份額都有增加,例如, “決策者摘要”突出強調了四種模式預測的核電容量到2030年將增加至少59%,到2050年將比2010年增加501%。發展中國家因為尋求滿足快速增長的電力需求以及減少溫室氣體排放,故而對核電的興趣依然強烈,特別是印度和中國。
1.3 燃料循環
1.3.1 鈾資源和生產
2018年,鈾現貨價格仍相對低迷,一般在47~59美元/千克鈾范圍內,略高于2017年的范圍,全年總體呈上升趨勢。鈾價格的走低大大限制了各公司為勘探、可行性研究和新建項目籌集資金的能力。因此,2018年的全球產量很可能與2017年產量相似,2017年產量為59 342噸鈾,低于2016年報告的數量。
哈薩克斯坦仍然是世界頭號產鈾國,所產鈾幾乎全部來自其原地浸出鈾礦。 產量經過2000~2016年的迅速增長之后, 2017年產量減少至23400噸鈾,2018年產量預計與2017年相似。
加拿大是第二大產鈾國,其雪茄湖礦2017年的年產量達到了6925噸鈾/年,預計2018年產量與2017年相似。由于鈾需求和鈾價格的持續低迷,2018年1月將“停止麥克阿瑟河采礦作業和基湖選冶作業生產”改為無限期停產。
納米比亞的羅辛鈾礦和哈薩博鈾礦在2018年繼續運行,而藍格〃 海因里希鈾礦于2018年5月開始保養和維護以應對長期低迷的鈾價。其他幾個鈾礦繼續低調開展可行性研究工作。
澳大利亞四英里原地浸出鈾礦2018年的產量約為1500噸鈾。蘭格項目的產量僅來自礦石庫存,而采礦和加工作業計劃于2020年1月停止。總的來看,西澳大利亞幾個鈾礦的作業暫時擱臵或正在進行一些其他研究,還沒有確切的開工和投運日期。
丹麥王國格陵蘭科瓦內灣礦床的稀土、賤金屬和鈾項目的可行性和環境研究及審批工作仍在繼續。
中國繼續增加對國內外鈾勘探和開發的支出。 2018年12月,中國鈾業有限公司同意購買力拓在羅辛鈾礦持有的69%股權。 納米比亞的羅辛鈾礦是世界上運營時間最長的露天鈾礦,鈾產量超過其他任何礦山。
西班牙核安全委員會繼續分析有關薩拉曼卡鈾項目的文件,以便發布該委員會關于批準建造鈾濃縮物制造廠的規定報告。這是該制造廠能夠開始運行前需要獲得的審批之一。
巴西巴伊亞州的恩熱紐鈾礦正在開展對已枯竭的卡舒埃拉鈾礦附近另一個露天礦作業的可行性和監管工作。
1.3.2 鈾轉化和濃縮
目前的鈾轉化和濃縮能力對滿足全球需求綽綽有余,但市場分化使生產集中在少數幾個供應商,從而構成了挑戰。
2018 年 9 月,歐安諾集團(Orano)在法國特里卡斯坦舉行了菲利普〃科斯特轉化廠的啟動儀式。該廠作為 Comurhex 二期項目的一部分,采用了最先進的技術設計,其化學和能源消耗水平極低,三個火爐每年的六氟化鈾產量將達到 1.5 萬噸。
濃縮鈾的主要分子激光工藝是 SILEX 工藝。2018 年 6 月,澳大利亞 Silex Systems 公司決定放棄收購在全球激光濃縮公司(通用電氣公司、日立公司和加拿大能源礦產公司的合資企業)中的多數股權。
1.3.3 燃料制造
2018年1月, 美國兩家核燃料技術公司光橋公司和法馬通公司組建了對半持股的合資公司Enfission, 對光橋公司先進金屬燃料的核燃料組件進行開發、許可證審批和商業化。這種燃料由鋯鈾合金制造, 采用獨特的成分和燃料棒幾何形狀。 Enfission公司稱這可改善現有和未來核電站的經濟性、效率和安全性。
2018年1月,西屋電氣公司宣布與烏克蘭國家核電公司(Energoatom)簽署一項合同,將其對烏克蘭VVER型反應堆的核燃料供應從2020年延長到2025年。3月,西屋公司及其八個歐洲聯合會合作伙伴宣布成功完成了旨在使歐洲VVER-440型反應堆核燃料供應多樣化的歐盟資助項目。
2018年3月,美國埃德溫〃哈奇核電站1號機組開始使用全球核燃料公司(GNF)的耐事故燃料組件進行鉛測試。這種組件由稱為“IronClad”的鐵-鉻-鋁燃料包殼材料和稱為“ARMOR”的鋯包覆燃料包殼組成。 5月, 瑞典大瀑布電力公司 (Vattenfall)選定GENUSA公司(由西班牙ENSUA公司和GNF組建的合資企業)在2020~2023年期間為福斯馬克核電站提供八次燃料換料。
2018年4月,ROSATOM下屬TVEL燃料公司與伊朗原子能機構和核電生產開發公司簽署協議,將于2020年使用TVS-2M燃料元件替換伊朗布什爾核電站VVER-1000型反應堆現有的UTVS型燃料組件。8月,TVEL公司向捷克泰梅林核電站VVER-1000型反應堆供應了首批改進型TVSA-T.mod.2核燃料。俄羅斯羅斯托夫核電站的VVER-1000型反應堆也裝載了一批由俄羅斯 “核燃料零故障”項目開發的、帶防碎片過濾器的實驗性TVS-2M燃料元件。
2018年5月,西班牙ENSUA公司和西屋電氣公司簽署了框架合作協議,合作開發西屋EnCore耐事故燃料。該燃料結合了鍍鉻鋯合金包殼、 碳化硅包殼和硅化鈾 (U3Si2) 燃料芯塊等概念。
2018年6月,印度核燃料聯合體(NFC)宣布有意擴大其在海德拉巴和哥打的燃料和反應堆組件生產設施,以滿足其新建反應堆計劃的需求。
2018年8月, 加拿大SNC-蘭萬靈集團與秦山第三核電有限公司簽署了工程服務合同和許可協議,在秦山CANDU堆-6使用37M等效天然鈾當量(NUF)燃料,這也是該燃料的首次商業使用。
2018年9月,法馬通公司簽署了一項合同,在2019年底向安特吉的阿肯色第一核電站1號機組供應和安裝鉻包殼燃料棒。 法馬通公司與瑞典Vattenfall公司也與簽訂了合同,在2021~2024年期間使用法馬通公司在德國林根設施生產的燃料組件為福斯馬克3號機組及靈哈爾斯3號、4號機組提供10次換料。
2018年10月,美國國家核軍工管理局(NNSA)發出通知,終止在薩凡納河場址建造MOX燃料制造設施的合同。
2018年12月,俄羅斯熱列茲諾戈爾斯克采礦和化學聯合公司為BN-800快堆進行了首批工業MOX燃料的商業化生產。
1.3.4 乏燃料管理
迄今,已從核電站卸出40多萬噸重金屬。到目前為止,從商用核電堆卸出的燃料約75%貯存在反應堆水池或干法和濕法乏燃料離堆貯存設施。 目前有151個乏燃料離堆貯存設施分布在27個國家。其余約10萬噸從全球核電站卸出的重金屬已進行后處理。全球對普通氧化物燃料的后處理能力約為5 000噸/年,但這些能力目前并非全部投入使用。
法國Orano集團位于阿格的兩座核燃料后處理廠UP2-800和UP3的年總產量為1 700噸,平均每年后處理1000~1100噸重金屬,自1976年以來已經后處理34 000多噸乏核燃料。后處理提取的钚在馬爾庫爾場址的MOX燃料制造廠 (MELOX) 進行回收,用于制造MOX燃料。Orano集團2018年繼續對其第一代后處理廠UP2-400實施退役。
俄羅斯奧焦爾斯克馬雅克化學聯合公司RT-1后處理廠繼2017年升級改造后, 在2018年后處理超過32噸的VVER-1000型乏燃料重金屬。此外,還完成了對BN-600快堆卸載MOX乏燃料的實驗性后處理。位于克拉斯諾亞爾斯克地區的采礦和化學聯合體(MCC) 獲得了運行首個創新后處理技術中試示范中心的許可證,并在2018年對一個VVER-1000型乏燃料組件進行了后處理。第二個年產量為250噸重金屬的中試示范中心正在建造中,計劃于2020年完工。
2018年1月,中國和法國簽署了在中國建造一座后處理和再循環廠的協議, 該廠年產量為800噸鈾, 籌備工作于6月份啟動。
日本核燃料有限公司(JNFL)于2017年12月底宣布六個所后處理廠將延遲三年完工,以便能夠滿足其他監管要求。
英國熱氧化物后處理廠(THORP)于2018年11月結束運行,其在運行期間總共后處理了9 300噸鈾氧化物燃料。
1.3.5 退役、環境治理和放射性廢物管理
截至2018年12月31日, 全世界有173座核電反應堆已關閉或正在退役。其中17座反應堆已完全退役,還有若干座正進入退役最后階段。 已經永久關閉或正在退役的燃料循環設施超過150座,還有約130座已經退役。已經關閉或正在進行退役的研究堆超過120座,有440多座研究堆和臨界裝臵已完全退役。成熟技術的部署和研究與發展工作正帶來持續改進,主要是在擁有廣泛核電計劃的國家。例如,法國、德國、俄羅斯、斯洛伐克、西班牙和瑞典的幾座核電站在實施一回路部件去污和分割方面取得了技術進展。
2018年,治理方面的工作取得了一些進展。例如,中亞鈾遺留治理項目的籌備工作已取得進展,德國東部鈾生產遺留治理大型項目“維斯默特環境治理項目”完成了庫爾米奇場址最后一個大型尾礦池的臨時覆蓋層放臵工作。
放射性廢物管理方面,一方面進一步探索了棄用密封放射源的壽期末管理方案以及進行了一些成功的作業,另一方面世界各地都運行著用于處臵除被宣布為廢物的高放廢物和(或)乏燃料之外的各類放射性廢物的處臵設施。這些處臵設施包括用于極低放廢物的深溝處臵(如法國、西班牙、瑞典)或干旱地區低放廢物的深溝處臵(如南非、美國);處臵低放廢物的近地表專設設施(如中國、捷克、法國、匈牙利、印度、日本、波蘭、俄羅斯、斯洛伐克、西班牙、英國);以及位于各種深度地質建造中處臵中低放廢物的專設設施(如捷克、芬蘭、德國、匈牙利、韓國、挪威、俄羅斯)。其他中低放廢物處臵設施以及加拿大(喬克河)的一處低放廢物處臵設施尚處于許可證審批或建造的不同階段,如在比利時(德塞爾)、保加利亞(科茲洛杜伊-雷蒂安娜) 、 加拿大 (金卡丁) 、 德國 (康拉德) 、伊朗(塔爾梅西)、立陶宛(斯塔巴提斯克斯)、羅馬尼亞(薩利格尼)和斯洛文尼亞(威爾比那)。
2 原子數據和核數據
核數據庫對于核應用(無論是電力還是非電力)領域的所有研發活動都必不可少,除了IAEA保管的數據外,核數據庫還由若干個機構發布。2018年最重要的發布如下:
(1)美國發布的核數據編評文件數據庫(ENDF/B-VIII)在核技術應用重要相關核素方面(尤其是主要鈾同位素、鐵、氧和氫的中子反應方面)有重大變動。在評價瞬發裂變中子譜和裂變中子平均數等計量錒系元素裂變相關數量的新方法方面作出了重大努力。ENDF/B-VIII已得到廣泛驗證,尤其是在臨界基準方面。
(2)經合組織核能機構(OECD-NEA)發布的JEFF-3.3核數據庫,預計主要用于歐洲反應堆分析、反應堆軟件、燃料循環分析和聚變。
(3)日本新發布的JENDL/PD-2016核數據庫,提供了光核吸收、光核裂變、粒子與殘留核素生成截面及發射粒子雙微分截面等光子誘發核反應的數據。該數據庫包含2 681種核素的數據,入射光子能量范圍為1~140 MeV。
(4)日本還發布了JENDL/AD-2017核退役活化截面數據庫,旨在滿足核設施退役期間放射性庫存評價的需求。
(5)IAEA繼TENDL-2015數據庫之后新發布了基于TALYS的編評核數據庫TENDL-2017。該數據庫包含完整的ENDF-6格式化數據文件,其中包括2 813種同位素(所有穩定或半衰期大于1秒的同位素)以及入射中子、光子、質子、氘核、氚核、氦-3和α粒子的協方差數據,入射能量最高達200 MeV。全吸收γ射線光譜學數據是現有衰變數據庫的重要補充,因為這些數據可能對衰變熱和反中微子光譜計算產生影響。因此,審查全吸收γ射線光譜學的現狀并討論新的數據要求非常重要。2018年IAEA完成了對一系列廣泛燃料系統中產生衰變熱的主要裂變產物衰變數據的詳細評價,并由此制定了更新的全吸收和高分辨率γ射線光譜學測量的優先級表,評價結果將于2019年發布。
國際核數據評價網于2018年啟動,以激勵在核技術特別相關核素的中子截面評價方面取得進展。核物理學專家將協調其在創新性測量和模型模擬方面的工作,以制定出盡可能最佳的輕核素(如碳和氮的核素)、結構材料(如鉻和鎳)和重要錒系元素(如钚同位素)的核反應數據表。除了改進基本核數據之外,核數據庫中更新數據將通過熱中子能量和快中子能量的整體臨界基準直接進行驗證。對這一發展作出貢獻的專家主要來自中國、歐洲國家、日本和美國,IAEA發揮了協調作用。
3 加速器和研究堆的應用
3.1 加速器和相關儀器儀表
(1)離子束工程帶來的突破性技術。由于加速器技術的最新發展,有可能在寬禁帶半導體(如金剛石、碳化硅、氮化鎵)到二維材料 (如六方氮化硼) 的多類材料中創造具有光學活性、原子大小的缺陷。 這就為單光子發射提供了一個有前景的平臺,單光子發射是一個新興領域,可應用于安全通信(單光子態安全密鑰分配)和細胞標記或傳感。在IAEA的支持下,目前正在國際協作努力框架內制定若干離子注入戰略。不久的將來,在量子安全通信和生物技術領域可以預見開拓性創新。
(2)用加速器模擬反應堆材料損傷。離子束經適當選擇和調諧后,能夠對裂變堆或聚變堆中由熱中子和快中子引起的材料損傷進行實驗模擬。由于目前尚無具有足夠高通量的聚變中子專用源來模擬與聚變堆第一壁所經歷的輻射條件相關的輻射條件,離子束加速器被用作一種替代手段,以盡可能地再現微結構變化以及材料構成,從而進行詳細的微結構表征研究。
(3)利用核分析技術開展大規模空氣污染監測。為制定更好的空氣污染緩解戰略和工具,成員國正在IAEA的支助下利用核分析技術和其他補充方法來確定氣載顆粒物的元素構成。這些信息可用于識別主要的污染源(源解析)及其對所察污染的具體貢獻(存量)。最為常用的技術有離子束分析、X射線熒光光譜測定法和中子活化分析,這些技術具有多項基本能力、無損性以及可快速獲取約二十種與源識別相關的化學元素信息。
(4) 表面污染表征的原位測量。 最先進的便攜式儀器儀表、地理信息系統的免費訪問及地理統計建模工具的開發為原位調查提供了多種選擇。應成員國要求,2018年IAEA在這一領域的活動包括:在烏茲別克斯坦示范原位放射性測繪,以支持在放射性廢物處臵完成之后開放FOTON公司輻射和技術綜合設施場址;在巴西示范基于無人機的放射性測繪系統的性能,以便在出現核緊急情況時進行場址測量;為墨西哥舉辦關于放射性測量、原位技術和方法學的國家培訓班提供支持。
3.2 研究堆
根據IAEA“研究堆數據庫”,截至2018年12月31日,已在67個國家建造了841座研究堆,其中252座正在55個國家運行。在運研究堆中, 俄羅斯數量最多 (59座) , 其次是美國 (50座) 、中國(17座)和日本(9座)。全球有66座研究堆以5 MW或更高
的功率水平運行,因而提供可支持高容量產品和服務的高中子通量。半數在運研究堆已運行超過40年,其壽期可超過60年,但最重要的是及時制訂適當的老化管理、整修和現代化計劃。
目前,有7個國家正在新建研究堆,還有若干成員國擁有新建研究堆的正式計劃。2018年9月,在印度巴巴原子研究中心(BARC)特朗貝北部場址建造的2 MW池式研究堆投入運行。
迄今, 有99座研究堆和4座醫用同位素生產設施已從使用高濃鈾(HEU)轉換為低濃鈾(LEU)或已確認正在關閉。2018年11月,尼日利亞微堆從HEU燃料轉換為LEU燃料,經輻照的HEU燃料已于12月返還中國。截至目前,HEU燃料返還至美國的計劃完成了超過4 415千克HEU燃料的移除或確認處臵,HEU燃料返還俄羅斯的計劃完成了約2 280千克HEU燃料的移除。
2018年, 全球一些鉬-99靶輻照設施和加工設施的短暫停產導致一些地區鉬-99供應短缺。 美國北極星醫用放射性同位素公司在2018年開始使用非HEU靶生產鉬-99。2018年,比利時政府決定提供大量財政資助用于開發不使用HEU生產鉬-99的革新型加速器技術以及開發多用途混合研究堆(MYRRHA)。
產生冷中子的慢化劑新技術正被應用于基于研究堆和加速器驅動的中子源。冷慢化劑通過在低溫下使用認真選擇的物質可提供能量極低的中子,這類中子特別適合于材料科學研究。液態冷慢化劑的開發使得慢化劑周圍可更加有效地安裝填充中子散射儀器。
4 其他方面
4.1 輻射技術
μ介子射線照相是一項新興技術,可在不使用任何放射源的情況下以完整的方式探測封閉容積中高原子序數材料的密度變化。目前該技術正在世界范圍內瞄準各種應用領域,包括地球科學、核安全和核安保、土木工程和考古學等。例如,測量深度為1公里的火山巖漿的厚度, 查明埃及金字塔中先前未發現的洞穴和意大利那不勒斯的地下建筑,火山內部成像以預測火山噴發。在核安全和核安保方面,μ介子射線照相可用于區分核燃料和其他金屬、監測干法貯存罐、表征幾何形狀復雜的遺留放射性廢物以及搜查貨物集裝箱內的特種核材料等。
μ介子射線照相預計將成為一種在其他成像技術中占有一席之地的技術,尤其是憑借其特殊優勢:輻射劑量不超過天然本底; 能夠穿透厚物體的能力以及測量密度和原子序數的能力。該技術的主要缺點是在很多應用中需要長時間照射。
4.2 人體健康
人體健康方面的核應用主要包括: ①現代乳房X射線照相的輻射劑量和質量校準服務;②婦科癌癥的放射導向外科手術。
4.3 糧食和農業
糧食和農業方面的核應用主要包括:①促進食品和植物檢疫輻照方式的轉變; ②促進作物和種植系統快速適應氣候變化;③利用同位素技術和核技術在動物營養方面開展革新應用。
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