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乏燃料后處理與高放廢物安全處理處置技術創新路線圖

一、戰略方向

    1.乏燃料后處理。重點在大型商用水法后處理廠建設、全分離的無鹽二循環流程研究、后處理流程經濟性和環保性的提高，以及適用于快堆等的先進燃料循環的干法后處理等方面開展研發與攻關。

    2.高放廢物地質處置。重點在高放廢物地質處置研發體系創新、高放廢物處置地下實驗室建設、地質處置及安全技術，以及高放廢物地質處置理論和技術體系完善等方面開展研發與攻關。

    3.高放廢物處理。重點在高放廢液處理、高放石墨處理、α廢物處理，以及冷坩堝玻璃固化高放廢物處理等方面開展研發與攻關。

    4.放射性廢物嬗變技術。重點在長壽命次錒系核素總量控制、次臨界系統設計和關鍵設備研究、外中子源驅動次臨界高效嬗變系統（含加速器驅動和聚變驅動）技術體系完善，以及降低高放廢物安全處理（置）難度等方面開展研發與攻關。

二、創新目標

    1.2020年目標。在乏燃料后處理方面，掌握大型商用乏燃料后處理廠自主設計、建造及運行技術，突破動力堆乏燃料后處理工藝、設備等關鍵技術，建立動力堆高放廢液分離工藝技術；針對快堆MOX乏燃料后處理，建立適用于我國乏燃料后處理中試廠的水法處理工藝流程，具備示范條件；推進乏燃料干法后處理技術研究，基礎研究取得重要突破。在高放廢物地質處置方面，建成高放廢物處置地下實驗室，掌握實驗室現場試驗關鍵技術體系；掌握場址評價方法，提出3~5個高放廢物處置庫候選場址，確定工程屏障選材，完成高放固化體多重介質多因素蝕變與核素遷移中間規模試驗；提出廢石墨、重水堆乏燃料等特殊廢物的最終處置方案，完成可行性研究；掌握中等深度放射性廢物處置技術。在放射性廢物處理方面，突破高放廢液煅燒、水冷鼓泡、出料和貴金屬沉積等技術，研制出兩步法冷坩堝玻璃固化科研樣機（35L/h高放廢液）、石墨自蔓延處理中間裝置、有機物超臨界水無機化工程樣機，以及廢水螯合吸附等工程樣機，放射性廢物處理技術水平顯著提高。在先進分離嬗變技術方面，完成實驗規模的MA嬗變技術和分離工藝研究，掌握分離-嬗變關鍵技術，獲得整個環節的數據和經驗；建成較完善的外中子源驅動次臨界嬗變系統技術研究平臺體系，掌握加速器中子源、緊湊型聚變中子源系統以及次臨界反應堆或包層的系統關鍵技術，確定外中子源驅動次臨界系統的嬗變性能等運行參數。

    2.2030年目標。在乏燃料后處理方面，建成完善的先進水法后處理技術研發平臺體系，基本建成我國首座800噸大型商用乏燃料后處理廠；建立我國錒系元素分離一體化先進水法后處理流程，提出干法后處理技術的優選路線，建成具備公斤級熔鹽電解分離鈾、钚的實驗裝置。在高放廢物地質處置方面，確定高放廢物處置庫推薦場址，完成處置庫工程設計，掌握地質處置技術和安全評價技術，具備建庫條件；建成中等深度處置庫。在放射性廢物處理方面，全面掌握高放廢液冷坩堝玻璃固化技術、石墨自蔓延處理技術、有機污物超臨界水無機化技術、鹵渣熱等靜技術、廢水螯合吸附技術，放射性廢物處理技術進入先進國家行列。在先進分離嬗變技術方面，完成使用于60萬KW快堆核電站的含MA混合氧化鈾钚燃料（MOX）的設計、研制及隨堆考驗，確定外源驅動次臨界系統技術路線，掌握自主產權的關鍵設備設計制造技術，建成外源次臨界系統工程性實驗裝置。

    3.2050年展望。干法后處理實現工業化應用，逐步取代水法后處理，實現快堆嬗變、ADS嬗變技術的應用推廣，逐步實現核能系統中次錒系核素總量的有效控制。解決歷史上遺留廢物隱患，廢物最小化達到世界領先水平。掌握高放廢物地質處置工業化技術，建成高放廢物處置庫并運行。

三、創新行動

    1.先進乏燃料后處理工藝及關鍵技術設備。針對大型核燃料后

處理廠，開展首端處理技術及新型無鹽試劑二循環流程開發、工藝流程臺架熱試驗及驗證；建設后處理全流程數字模擬平臺，研究脈沖萃取柱數字模擬與仿真技術，實現大型關鍵設備國產化；研發自動化控制技術、遠程操作系統與設備、大型先進熱室設計，以及先進干法首端技術及干法分離技術。

    2.高放廢物地質處置庫技術。圍繞地下實驗室工程及現場試驗，開展高放廢物處置庫選址研究，并形成完善的場址評價技術體系；重點研究以地下實驗室為研發平臺的地質處置工程（藝）技術和工程屏障、處置庫概念設計、處置庫開挖技術，以及廢物罐的運輸、就位及回取技術和驗證；研究處置庫的核素釋放和遷移、安全評價和安全全過程系統分析，掌握概率安全評價技術；開展處置庫屏障系統安全特性演化試驗和評價。

    3.先進廢物處理技術。研究放射性石墨廢物自蔓延處理技術;突破冷坩堝玻璃固化技術、有機污物超臨界水處理技術，以及高放鹵渣熱等靜壓陶瓷固化技術，研究廢水螯合吸附技術。

    4.快堆嬗變技術。完成中國實驗快堆（CEFR）中單個次錒系核素小樣件的輻照，主要包括CEFR嬗變靶件的設計和研制、嬗變靶件的輻照考驗和輻照后檢驗、以及輻照后芯塊的化學分析與分離工藝研究等。完成示范快堆（CFR600）中嬗變組件的輻照和后處理，主要包括含次錒系元素的MOX燃料制造技術研究，批量使用含MA燃料的快堆堆芯設計、安全評價和隨堆考驗，批量使用含MA燃料的反應堆安全運行技術，以及輻照后含MA燃料的后處理技術研究等。