02/21/2013 - 06:54

进行控制比彻底消除更好?

我的几位同行在第一轮文章中,描述了将研究堆或试图将研究堆从高浓铀(HEU)转向低浓铀(LEU)的不同经验。Pablo Cristini 讲述的阿根廷的转换,代表了拥有独立进行反应堆 LEU 转换能力的发展中国家的情况:即当地人才足以承担这一工作,并且国家政府提供充分的支持。Alexandr Vurim 的文章讲述了哈萨克斯坦的转换,提出了这样一个情况,即核设施愿意进行转换,但国家或国际性质的限制因素却可能阻碍核设施这样做。哈萨克斯坦所面临的此类障碍是很难克服的,除非决策者真正信服转换的好处。

南非对 SAFARI-1 研究堆进行 LEU 转换的经验更类似于阿根廷而非哈萨克斯坦。与阿根廷一样,南非的所有技术问题都可能在当地层面得到解决,并且南非在转换方面的努力得益于法律及监管领域强大的政府合作。不过,这两个国家财政情况的差别看起来还是相当大的。

首先,南非的钼-99 出口显著大于阿根廷,所以商业上的考虑在南非的决议中扮演非常重要的角色。此外,尽管南非的能源部门为转换提供了大量资金,但是它也欢迎美国在研发方面的援助。这包括评估当地 LEU 产品的制造流程并提出改进建议,以及对燃料和靶板效率进行理论性的运算。(例如,此方面由美国阿贡国家实验室‘Argonne National Laboratory’提供过帮助)。

然而,一个问题继续存在。SAFARI-1 于 2009 年完成向 LEU 燃料的转换并于 2010 年完成向 LEU 靶件的转换,但监管部门尚未批准南非核能公司的高浓铀燃料及靶件生产设施开始生产低浓铀产品。因此,核能源公司目前必须进口 LEU 板,用于靶件,燃料及控制棒组件。这代表着商业自给自足的缺失。

不那么令人信服。正如我在第一篇文章中所讨论的一样,发展中国家的研究堆在决定是否转用 LEU 时面临一系列复杂的考虑,而且,除非国际施加极大压力,否则,仍使用 HEU 燃料及靶件的核设施在一些情况下将继续推迟转换。反应堆在出口放射性同位素方面可以得到帮助,而且决策者已足够了解这种商业激励。但发达国家用以支持转换的防扩散方面的理由有时不那么令人信服。当反应堆转换难度很高的时候,尤其如此。以德国的 Forschungsreaktor Munchen-II 为例(诚然,这并非发展中国家)。除非克服涉及燃料密度的高难度技术问题,否则这个反应堆是不可能实现转换的。当出现此类障碍使反应堆转换变得复杂时,当然要考虑这个国家为核材料采用了什么安保系统,而不是在任何情况下都试图强制进行转换。此外,我在第一篇论文中提出的一个问题也与此有关:为什么不能把低浓铀和高浓铀间的分界提高到大于 20% 的铀-235 呢?在我看来,从防扩散的角度出发,浓缩度为 30% 也是相当安全的。

还有另外的问题。首先,什么是有效的 HEU 最小化?一个特定国家或设施拥有多少 HEU 才被认为不可接受?对于新鲜燃料和乏燃料,该问题又要如何回答?

而且,如果发达国家集中精力和资金对高浓铀进行适度地控制 -- 无论是对自己的核设施还是风险更高的发展中国家的设施都是如此 -- 那么,比起试图彻底消除某一特定浓缩值以上的铀,发达国家岂不是对防扩散做出了更大的贡献?