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您的位置:中国核电信息网 >  > IAEA发布《2020年核技术评论》
 

    为响应成员国要求,国际原子能机构(IAEA)秘书处每年编写一份综合性“核技术评论”。《2020年核技术评论》于本月发布,涵盖动力应用、先进裂变和聚变、加速器和研究堆应用、放射性同位素和辐射技术、人体健康以及核技术用于粮食和农业六大领域。

    正文摘要

    1.2019年底,全世界的443座在运核动力堆(图A-1)拥有392.1吉瓦(电)的总装机容量。2019年,13座反应堆永久关闭,六座并网,五座开工建设。近期和远期增长前景仍集中在亚洲,54座在建反应堆中的35座以及2005年以来并网的74座反应堆中的61座都在亚洲。

图A-1.2019年的在运核动力堆。(来源:原子能机构“动力堆信息系统”)

    2. 目前有30个国家使用核电,有28个国家正在考虑、规划或积极致力于将核电纳入其能源结构。四个新加入核电国家正在建设其首座核电厂,其中有两座已接近完工,其他几个已决定引入核电的国家正处于后期基础设施准备阶段。

    3. 原子能机构2019年对全球核电装机容量的预测就核电未来对全球电力生产的贡献给出了一个好坏参半的估计,这将部分地取决于能否大幅增加新容量来抵消潜在的反应堆退役。在到2030年的低值预测中,核电净装机容量将逐渐减少,随后,到2050年反弹到371吉瓦(电)。在高值预测中,装机容量到2030年将比目前水平增长25%,达到496吉瓦(电),到2050年将增长80%,达到715吉瓦(电)。到本世纪中叶,核电在全世界总发电量中的份额按低值预测约为6%,按高值预测约为12%,而2019年约为10%。

    在气候变化缓解、能源安全、环境和社会经济政策方面的优势是许多国家打算引入或扩大其核电计划的关键理由。原子能机构2019年10月与经济合作与发展组织核能机构合作组织的气候变化和核电的作用国际会议强调,核电可通过加速向低碳能源的转变,在帮助实现气候目标方面发挥关键作用。

    4. 据预测,2019年的世界铀产量与2018年相似,约53500吨。持续低迷的价格导致铀矿勘探显著减少,新铀项目仍被搁置,以前活跃的一些矿山和加工设施仍处于保养和维护状态。全球转化、浓缩和燃料制造能力足以满足目前和预测的未来需求。

    5.2019年10月,原子能机构在哈萨克斯坦专门建造的设施接收了一批低浓铀,从而正式建立了旨在向各国提供核燃料供应保证的原子能机构低浓铀银行。

    6.在未来几年,预计将对动力堆、研究堆、 其他燃料循环设施、临界装置、加速器和辐照设施进行大量的退役工作以及相关的治理活动。已验证技术和新技术正在给这些领域带来持续改进。

    7.若干国家在高放废物和(或)申报为废物的乏燃料深部地质处置项目方面取得了进展。芬兰正在建造一座设施,瑞典正在等待对其许可证申请作出最后决定,法国正在最后确定其设施的许可证申请。弃用密封放射源钻孔处置项目正在若干国家取得进展,其中包括原子能机构支持在加纳和马来西亚开展的试点项目。全球范围内正在运行适用于所有其他类别放射性废物的处置设施。

    8.由于被认为能够促进全球向更可持续、更能负担得起和更可靠的能源系统的过渡,先进核反应堆及其应用正在世界每个地区呈现良好势头。这种技术包括中小型反应堆或模块堆,适合纳入到可变可再生能源占很大份额的未来无碳电力系统中。

    9.对利用核能进行海水淡化、氢生产、地区供热和制冷等非电力应用以及一些能源密集型工业应用的兴趣日益增加。中小型反应堆或模块堆特别适合于也被称为热电联产的这种应用,它可以抵消很大一部分的核电生产成本。

    10.在国际热核实验堆的建造工地,可看到已取得很大进展,超过73%的土木工程已经完成。预计国际热核实验堆将在2035年前后开始以满聚变功率运行。若干成员国也在开展广泛的聚变研究与发展计划。一个重要里程碑是建造JT-60SA机,这是欧洲与日本之间开展国际协作正在日本那珂市建造的一种超导托卡马克。

    11.正在54个国家运行的250座研究堆继续在支持医学、工业、教育和核电部门方面发挥重要作用。六个国家正在建造共计九座研究堆,11个国家已计划建造共计14座研究堆。研究堆是发展核科学技术基础设施和计划的重要国家设施。2019年,一个研究组织即韩国原子能研究院成为由原子能机构指定的以研究堆为基础的国际中心。

    12.迄今,有99座研究堆和四座医用同位素生产设施已从使用高浓铀转换为低浓铀或已确认正在关闭。2019年,在哈萨克斯坦IVG.1M研究堆转换为低浓铀燃料后,开始进行从IVG.1M研究堆向俄罗斯联邦返还高浓铀燃料的准备工作。还开始准备将哈萨克斯坦IGR研究堆的高浓铀燃料稀释到低20%的浓缩丰度。截至2019年底,美国产高浓铀燃料返还计划完成了约1600千克新鲜和乏高浓铀研究堆燃料的移除,“遗漏移除计划”完成了约2875千克高浓铀燃料的移除或确认了其处置,俄罗斯产高浓铀燃料返还计划完成了约2300千克燃料的移除。

    13.辐射技术符合“绿色”化学的各项重要原则,并通过化学键的受控形成或断裂,在加工聚合物(也称塑料)等材料方面提供了多种可能性。辐射技术的性能已在聚合物化学中得到全面证明,其中包括聚合物的创新性改性、独特聚合物材料和复合材料的创造以及聚合物废物的回收。人们对这项技术的兴趣越来越大,成员国正越来越多地要求对辐射技术进行调整,以应对塑料废物回收方面的全球性挑战。

    14.硼中子俘获疗法是一项基于中子的技术,能够在肿瘤细胞一级进行选择性辐照。硼中子俘获疗法特别适合治疗脑癌、头癌、颈癌和皮肤癌。硼中子俘获疗法利用中子和硼之间的反应选择性地仅摧毁癌细胞,可以成为一种与传统放射疗法截然不同的疗法,并有望成为癌症治疗的一种可行选择。世界各地的参与中心在硼中子俘获疗法方面取得了许多进展。在优化硼化合物和控制它们在肿瘤细胞中的积累方面已取得显著进展,并已开发出三维剂量计算系统。由于小型加速器中子生产技术的突破使得能够在医院和癌症研究中心安装这些设施,人们对该专题重新产生了兴趣。

    15.蛋白质质量对于满足整个发展中世界民众特别是孕妇和幼儿的营养需求非常重要。氨基酸在实现生命早期的健康成长中发挥着关键作用。基于氘和碳-13的新微创同位素方法可测得必需氨基酸的真实回肠消化率,并能够评定人体内的食物蛋白质质量。这种新方法将有助于确定供人体消耗的优质植物蛋白质来源,特别是豆类蛋白质,并将成为联合国粮食及农业组织拟订人体所需蛋白质质量建议的依据。

    16.生物剂量测定方法有助于查明和量化人体内的辐射照射。回顾性生物剂量测定法甚至可能有助于揭示数年前接受的辐射照射。生物剂量测定方法最近被引入辐射肿瘤学和核医学,以及诊断和介入放射学。
   
    17.已经开发出一个新的网基工具——医用同位素浏览器,它使根据用户输入直接预测某种医用同位素的产量成为可能。医学科学家和放射性药物工业可使用该医学同位素浏览器发现尚未探索过的放射性同位素生产路径。这将大大有助于抗击癌症和其他疾病。治疗或诊断用医用同位素的生产依靠非常复杂的核反应过程,只有核物理学家通过测量和核反应理论才能获得这些过程。医用同位素浏览器通过同位素生产用图形用户界面,使许多非专业用户能够获得这些基本信息。

    18.入侵物种越来越普遍,正在导致全球生物多样性丧失。作为大面积虫害综合治理方案的一个重要组成部分,昆虫不育技术的部署可以阻止入侵种群立足,遏制或根除入侵种群,而不会留下生态足迹。用于不育昆虫大规模生产、绝育和释放的改进技术和方案极大地提高了结合昆虫不育技术进行大面积虫害综合治理的成本效益。这为把这种技术扩展用于其他主要害虫包括影响植物、动物和人体健康的高度瞩目入侵害虫打开了大门。分析表明,促进在害虫立足之前做出快速反应的准备工作要比后来的根除运动代价小得多。

    19.许多食品由于与特定地理来源、生产方法和独特特征相关的“附加值”标签声明而得以以溢价出售。与原产地相关联的产品可以成为以保护当地资源为基础的可持续质量良性循环的一部分,这种资源包括作为食品增值的规格的农产品标签、传统手工制作标签、道德合规标签和营养标签。为了保护消费者免受食品欺诈和潜在意外食品安全问题的影响,必须使用分析性方法来核实这些附加值声明,为可追溯性系统提供支持。一些核技术、同位素技术和相关技术已证明适用于核实范围广泛的附加值标签声明。这些技术在为保护和宣传带附加值标签声明的食品的可追溯性系统提供支持方面具有很大潜力。成员国更广泛地使用这一技术将最终保护消费者和有信誉生产商,确保监管和道德合规,刺激国内市场,并减少国际贸易壁垒。

 
 
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