物理科技生物学-PHYICA

如何预测未来的核电需求

物理学 2024-04-16 23:59:04

by SciencePOD 无花果

一个

TRJ混合燃料循环、TRJ混合燃料循环、SCN混合燃料循环和SCN混合燃料循环

图中的首字母缩写词:FP表示制造厂,P表示冷却池,S表示必要冷却后的乏燃料临时库存

订单中突出显示的箭头代表乏燃料后处理的优先顺序,以回收钚用于先进燃料制造

信用:DOI: 10

1051/epjn/2021018 向低碳未来过渡将需要核反应堆,但它们的规划和建造既耗时又昂贵,因此在未来需求上抢先一步是关键

法国奥赛巴黎萨克莱大学的马克·厄纳特和他的同事们已经提出了一个模型,该模型考虑到了我们核未来的“深度不确定性”和资源需求的潜在突变

这项工作已经发表在电子数据处理科学杂志《EPJ核科学与技术》上

法国从核能中获取的能源比例比任何其他国家都高(70

2020年为6%),但即使在那里,核计划也容易受到突然转变的影响,包括公众舆论的转变

21世纪初,核能的扩张导致了对天然铀短缺的担忧,并计划部署钠冷快堆,这种快堆使用的天然铀比更老、更便宜的压水堆少得多

在2011年福岛灾难引发的舆论迅速转变之后,对SFR成本的担忧取代了对天然铀可用性的担忧,被视为法国SFR部署第一阶段的ASTRID项目(工业示范用先进钠技术反应堆)于2019年停止

钠冷反应堆需要比压水堆多得多的钚积累,在压水堆中,钚的再循环只是为了在整个燃料循环中稳定其数量

如果可以假设反应堆类型之间的稳定状态或逐渐过渡,对燃料需求进行建模可以相对简单,甚至可以一直持续到下一个世纪,但这是不可能的;未来的轨迹非常不确定,不能排除当前位置突然逆转的可能性

而且,正如埃尔努特所解释的那样,“需要几十年才能对目标的变化做出反应:这在燃料循环物理的尺度上是很快的,但与政治态度或工业环境的可能变化相比是非常缓慢的

" 在这项新的研究中,埃尔诺尔特和他的同事使用优化算法模拟了法国核反应堆直到2140年的钚回收

他们遵循三种方案,每一种方案都包括在不同的时间点突然决定从低钚压水堆切换到高钚核燃料堆

将燃料使用和能源生产的轨迹与立即选择部署sfr和根本不使用sfr的轨迹进行了比较

“这是第一个包含这种快速变化的情景研究,”恩诺补充道

分析表明,在第一批sfr预计投入使用前30年,有必要实施钚多重回收战略,以防止瓶颈并最大限度地减少闲置钚的数量

尽管成本和反应堆寿命尚未纳入模型,但恩诺特和他的同事们得出结论,应该可以选择和实施一种策略,并且仍然知道,如果后来的情况导致转向另一种策略,那么“不可逆转的遗憾”是可以避免的

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