核燃料循环未（概报告）
—MIT跨学科研究报告
麻省理工学院
20100916
引言致谢
2003年MIT发表学科研究报告核电未点核低碳世界重市场选项少十年降低电力生产二氧化碳排放排放排放现实选项四：提高源利效率扩生源风太阳化石燃料电厂煤炭转天然气渡捕俘永久扣押二氧化碳排放排放排放核电该报告观点四选项碳排放排放全面理战略中排四者中选项错误该报告检查发展核电种障碍提出促进核电成市场选项系列建议
报告发表美国全世界发生巨变化2009年发表2003年<未核电>更新报告气候变化担心急剧升许国家温室气体排放排放采取种限制美国期未某时二氧化碳气排放采取限制天核提供着美国～70零碳排放电力电力部门降低温室气体排放候选者然目前全球济景气影响美国全世界核电增长预测值然幅度升美国发布种样建造新反应堆意公告27台机组提出许证申请8台提出联邦贷款保证申请厂址做前期准备然直2010年年中美国尚未颁发新建工程建造许证世界区特中国印度新机组建造已加速外韩国通阿拉伯联合酋长国签署建造四座反应堆协议成全球传统核电供应商员
核燃料循环重进展美国燃料循环政策处混乱状态布什政府发起种规划目标商业回收循环乏核燃料（SNF）中易裂变材料制造新燃料组件没国会支持美国源部（DOE）花费年评价提出许证申请尤卡山（YM）建造乏燃料高放废物质处置场现奥巴马政府请求撤回许证申请海外日开始运行商业核燃料处理厂芬兰瑞典获公众赞选定处置乏燃料质处置场厂址
境况重变化承担核燃料循环未研究更明确集中扩美国核电规划采关键技术选择选择期政策涵义
感谢美国电力研究（EPRI）爱达荷国家实验室阿海法通电气日立西屋源方案核保险公司慷慨资金支持
执行总结
研究背景
2003年MIT发表学科研究报告核电未根动机核电目前提供美国约70零碳电力低碳世界重市场选项报告发表美国全世界发生重变化见2009年发表报告2003年<未核电>更新气候变化担心升：许国家排入气温室气体采取种限制美国期采取类似限制全世界核电增长预测值急剧升新电厂建设已加速特中国印度核电作低碳选项持续重性规模展开部署实质缓解气候变化风险世纪中叶全球部署规模达1000GWe进行核燃料循环未研究
核电扩必须克服核电成废物处置核扩散问题等方面严峻挑战时保持前卓越安全性记录相短期具长期深远意义核燃料循环演进做出决定——什类型燃料什型式反应堆辐燃料发生什变化什方法长期处置核废物研究目通告方面决策
十年关未核燃料循环讨直集中期终部署钚启动快堆基础闭路燃料循环然期深植时理解——铀稀缺性重新检查燃料循环表明更效燃料循环选项优化选择面确定性——某济选择先进堆某技术废物理影响某社会核电部署规模核扩散风险理假定工艺技术代选择进行必研究全球应气候变化风险十年种确定性会澄清研究关键启示通继续开式燃料循环实施轻水堆乏燃料储存托制度开发质处置场研究适种核未技术备选方案够应保留燃料循环选择选项
研究结果建议
济
作未重源选项核电生存力关键取决济性然核电厂运营成低核电厂身资成高担心建设新核电厂存财务风险目前更高融资建造成放核电厂资成美国新基荷电力核电厂准电价高新燃煤机组（没二氧化碳捕俘扣押）新天然气机组消融资风险溢价核电准电价优煤电征收适度二氧化碳排放税会核电低煤电天然气相十年部分时间天然气燃料价格特点样正确根种分析2003年建议第批新建核电机组提供财政激励美国2005年已开始先行者激励执行起非常缓慢
建议
应加速实施先行者激励程序示范美国目前条件建设新核电厂成良业绩表现消筹资风险溢价该激励程序应扩先行者（初710台机组）外相信核应源选项样开放市场竞争
燃料循环
少世纪部分时间缺少铀资源会约束建造新核电厂
某国家正混合氧化物燃料轻水堆做限循环扩资源废物理利益极
科学合理方法理乏核燃料
建议
十年轻水堆（LWR）次通燃料循环美国首选济选项世纪部分时间美国方核系统显著特征改进轻水堆设计提高燃料资源利效率降低未反应堆电厂成应成首研究开放焦点
乏核燃料理
相成长期托储存保留未乏燃料利种选项保持种选项重重确定性（美国核电部署轨迹新反应堆燃料循环工艺技术效性成）澄清解决会确定轻水堆乏核燃料者注定直接质处置废物者未闭路燃料循环效燃料资源
燃料循环政策辩中低估保留未燃料循环选择种选项价值运行反应堆现场集中储存设施回取性设计质处置场（集中储存备选方式）安全完成托储存
建议
乏核燃料长期托储存规划——约100年——应成核燃料循环设计重构成部分相信期间托储存安全研发计划应致力证实扩安全储存运输周期
百年储存性预期核反应堆运行寿期长暗示美国应转集中乏核燃料储存场——退役反应堆现场运出乏燃料开始支持长期乏燃料理战略
样做额外处解联邦政府未1998年开始反应堆现场转移乏燃料责
废物理
少乏核燃料某长寿命组分求永久性质隔离需着手系统开发处质处置场2003年MIT报告结长期质隔离科学基础然正合理
美国乏核燃料长寿命废物质处置场选址然重挑战美国欧洲规划失败成功暗示核废物理组织应特征：(1)州政府合作权威选址机构(2)核废物处置基金理权威机构(3)核电厂业商议谈判乏燃料废物搬迁权威机构(4)影响放射性废物流特性燃料循环方案选择政策制定者监机构磋商(5)理长期连续性目前止美国规划没明确特征成功废物理规划关键素基科学决策惯性
建议
建议设立新半官方废物理机构执行国家废物理规划
闭路燃料循环设计直关注什返回反应堆未关注理废物
建议
建议(1)废物理燃料循环设计整合起(2)废物理中设立支持性研发计划燃料循环废物理决策充分耦合
重发现美国许放射性废物源危害分类已造成废物处置路径缺陷问题备选燃料循环加剧
建议
建议采综合风险预知废物理系统废物成分分类风险设定处置路径
未核燃料循环
核燃料循环（开环闭环通限乏燃料循环部份闭环）选择取决(1)开发工艺技术(2)社会目标权衡（安全济废物理防核扩散）旦做出选择核电发展巨非常长期影响目前没足够知识做出佳循环相关工艺技术明智选择
通2100年核电持续增长方案备选燃料循环分析出燃料循环选择方面关重结：
□ 转变燃料循环需50100年
□ 世纪超铀元素库存铀需求总量差
□ 核电增长方案标准钚启动闭路燃料循环世纪需许轻水堆
重发现充分利铀钍资源持续闭路燃料循环需转化（生产易裂变材料初始堆芯易裂变材料）极高反应堆转换～1接受开辟备选燃料循环途径：
□ 完全反应堆选择硬谱轻水堆传统快堆闭路燃料循环重政策涵义低成
□ 低浓铀启动快堆高浓铀钚消闭路燃料循环启动需轻水堆乏燃料处理
部署需做出放弃开式燃料循环选择前然充分时间然许行工艺技术选择需加检查核电业务方面确定新商业选项需时间长现力实施必研发备选燃料循环世纪中叶成选项
建议
年全力赴着手创新反应堆燃料循环综合系统研究实验确定行技术选项设定时需做出决定时间安排挑选套短名单选项作前进
防核扩散
核扩散核心制度性挑战民核电燃料循环通核武器材料条路径浓缩设施处理力核扩散问题堆规划济选择着手核发电国家保证燃料供应重废物理会成许国家重挑战
建议
型核规划国家美国核供应集团国应积极追求燃料租赁选项放弃浓缩提供财政刺激先进堆进行技术合作乏燃料退燃料供应商国进行乏燃料理固定期限更新燃料租赁承诺（许10年）
研发验证
重新型核技术研究开发验证颁发许规模部署需十年时间果美国良燃料循环选项想适时做出聪明战略燃料循环选择必须执行坚实核电实质性增长性保持致研发验证规划DOE2010年路线图前政府机构计划重改进
研发验证优先序建议
□ 提高轻水堆绩效开发先进核燃料
□ 十年追求更乏燃料储存核废物处置选项
□ 建模仿真力技术选项开发选项间理解折衷进行
□ 创新核应概念包括工业应工艺供热开发模块式反应堆
□ 重建支持性研发基础设施材料实验装置关键设施创新燃料循环反应堆研发成
估计支持性研发基础设施项目拨款约年10亿美元适时机规模政府工业验证工程需额外提供资金
（杜铭海等译：Massachusetts Institute of Technology The Future of the Nuclear Fuel Cycle：an Interdisciplinary StudySUMMARY REPOR（2010）Forward and AcknowledgmentsExecutive Summary原文载址 httpwebmitedumiteinewsspotlightsnuclearcyclehtml）
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—MIT跨学科研究报告
麻省理工学院
20100916
引言致谢
2003年MIT发表学科研究报告核电未点核低碳世界重市场选项少十年降低电力生产二氧化碳排放排放排放现实选项四：提高源利效率扩生源风太阳化石燃料电厂煤炭转天然气渡捕俘永久扣押二氧化碳排放排放排放核电该报告观点四选项碳排放排放全面理战略中排四者中选项错误该报告检查发展核电种障碍提出促进核电成市场选项系列建议
报告发表美国全世界发生巨变化2009年发表2003年<未核电>更新报告气候变化担心急剧升许国家温室气体排放排放采取种限制美国期未某时二氧化碳气排放采取限制天核提供着美国～70零碳排放电力电力部门降低温室气体排放候选者然目前全球济景气影响美国全世界核电增长预测值然幅度升美国发布种样建造新反应堆意公告27台机组提出许证申请8台提出联邦贷款保证申请厂址做前期准备然直2010年年中美国尚未颁发新建工程建造许证世界区特中国印度新机组建造已加速外韩国通阿拉伯联合酋长国签署建造四座反应堆协议成全球传统核电供应商员
核燃料循环重进展美国燃料循环政策处混乱状态布什政府发起种规划目标商业回收循环乏核燃料（SNF）中易裂变材料制造新燃料组件没国会支持美国源部（DOE）花费年评价提出许证申请尤卡山（YM）建造乏燃料高放废物质处置场现奥巴马政府请求撤回许证申请海外日开始运行商业核燃料处理厂芬兰瑞典获公众赞选定处置乏燃料质处置场厂址
境况重变化承担核燃料循环未研究更明确集中扩美国核电规划采关键技术选择选择期政策涵义
感谢美国电力研究（EPRI）爱达荷国家实验室阿海法通电气日立西屋源方案核保险公司慷慨资金支持
执行总结
研究背景
2003年MIT发表学科研究报告核电未根动机核电目前提供美国约70零碳电力低碳世界重市场选项报告发表美国全世界发生重变化见2009年发表报告2003年<未核电>更新气候变化担心升：许国家排入气温室气体采取种限制美国期采取类似限制全世界核电增长预测值急剧升新电厂建设已加速特中国印度核电作低碳选项持续重性规模展开部署实质缓解气候变化风险世纪中叶全球部署规模达1000GWe进行核燃料循环未研究
核电扩必须克服核电成废物处置核扩散问题等方面严峻挑战时保持前卓越安全性记录相短期具长期深远意义核燃料循环演进做出决定——什类型燃料什型式反应堆辐燃料发生什变化什方法长期处置核废物研究目通告方面决策
十年关未核燃料循环讨直集中期终部署钚启动快堆基础闭路燃料循环然期深植时理解——铀稀缺性重新检查燃料循环表明更效燃料循环选项优化选择面确定性——某济选择先进堆某技术废物理影响某社会核电部署规模核扩散风险理假定工艺技术代选择进行必研究全球应气候变化风险十年种确定性会澄清研究关键启示通继续开式燃料循环实施轻水堆乏燃料储存托制度开发质处置场研究适种核未技术备选方案够应保留燃料循环选择选项
研究结果建议
济
作未重源选项核电生存力关键取决济性然核电厂运营成低核电厂身资成高担心建设新核电厂存财务风险目前更高融资建造成放核电厂资成美国新基荷电力核电厂准电价高新燃煤机组（没二氧化碳捕俘扣押）新天然气机组消融资风险溢价核电准电价优煤电征收适度二氧化碳排放税会核电低煤电天然气相十年部分时间天然气燃料价格特点样正确根种分析2003年建议第批新建核电机组提供财政激励美国2005年已开始先行者激励执行起非常缓慢
建议
应加速实施先行者激励程序示范美国目前条件建设新核电厂成良业绩表现消筹资风险溢价该激励程序应扩先行者（初710台机组）外相信核应源选项样开放市场竞争
燃料循环
少世纪部分时间缺少铀资源会约束建造新核电厂
某国家正混合氧化物燃料轻水堆做限循环扩资源废物理利益极
科学合理方法理乏核燃料
建议
十年轻水堆（LWR）次通燃料循环美国首选济选项世纪部分时间美国方核系统显著特征改进轻水堆设计提高燃料资源利效率降低未反应堆电厂成应成首研究开放焦点
乏核燃料理
相成长期托储存保留未乏燃料利种选项保持种选项重重确定性（美国核电部署轨迹新反应堆燃料循环工艺技术效性成）澄清解决会确定轻水堆乏核燃料者注定直接质处置废物者未闭路燃料循环效燃料资源
燃料循环政策辩中低估保留未燃料循环选择种选项价值运行反应堆现场集中储存设施回取性设计质处置场（集中储存备选方式）安全完成托储存
建议
乏核燃料长期托储存规划——约100年——应成核燃料循环设计重构成部分相信期间托储存安全研发计划应致力证实扩安全储存运输周期
百年储存性预期核反应堆运行寿期长暗示美国应转集中乏核燃料储存场——退役反应堆现场运出乏燃料开始支持长期乏燃料理战略
样做额外处解联邦政府未1998年开始反应堆现场转移乏燃料责
废物理
少乏核燃料某长寿命组分求永久性质隔离需着手系统开发处质处置场2003年MIT报告结长期质隔离科学基础然正合理
美国乏核燃料长寿命废物质处置场选址然重挑战美国欧洲规划失败成功暗示核废物理组织应特征：(1)州政府合作权威选址机构(2)核废物处置基金理权威机构(3)核电厂业商议谈判乏燃料废物搬迁权威机构(4)影响放射性废物流特性燃料循环方案选择政策制定者监机构磋商(5)理长期连续性目前止美国规划没明确特征成功废物理规划关键素基科学决策惯性
建议
建议设立新半官方废物理机构执行国家废物理规划
闭路燃料循环设计直关注什返回反应堆未关注理废物
建议
建议(1)废物理燃料循环设计整合起(2)废物理中设立支持性研发计划燃料循环废物理决策充分耦合
重发现美国许放射性废物源危害分类已造成废物处置路径缺陷问题备选燃料循环加剧
建议
建议采综合风险预知废物理系统废物成分分类风险设定处置路径
未核燃料循环
核燃料循环（开环闭环通限乏燃料循环部份闭环）选择取决(1)开发工艺技术(2)社会目标权衡（安全济废物理防核扩散）旦做出选择核电发展巨非常长期影响目前没足够知识做出佳循环相关工艺技术明智选择
通2100年核电持续增长方案备选燃料循环分析出燃料循环选择方面关重结：
□ 转变燃料循环需50100年
□ 世纪超铀元素库存铀需求总量差
□ 核电增长方案标准钚启动闭路燃料循环世纪需许轻水堆
重发现充分利铀钍资源持续闭路燃料循环需转化（生产易裂变材料初始堆芯易裂变材料）极高反应堆转换～1接受开辟备选燃料循环途径：
□ 完全反应堆选择硬谱轻水堆传统快堆闭路燃料循环重政策涵义低成
□ 低浓铀启动快堆高浓铀钚消闭路燃料循环启动需轻水堆乏燃料处理
部署需做出放弃开式燃料循环选择前然充分时间然许行工艺技术选择需加检查核电业务方面确定新商业选项需时间长现力实施必研发备选燃料循环世纪中叶成选项
建议
年全力赴着手创新反应堆燃料循环综合系统研究实验确定行技术选项设定时需做出决定时间安排挑选套短名单选项作前进
防核扩散
核扩散核心制度性挑战民核电燃料循环通核武器材料条路径浓缩设施处理力核扩散问题堆规划济选择着手核发电国家保证燃料供应重废物理会成许国家重挑战
建议
型核规划国家美国核供应集团国应积极追求燃料租赁选项放弃浓缩提供财政刺激先进堆进行技术合作乏燃料退燃料供应商国进行乏燃料理固定期限更新燃料租赁承诺（许10年）
研发验证
重新型核技术研究开发验证颁发许规模部署需十年时间果美国良燃料循环选项想适时做出聪明战略燃料循环选择必须执行坚实核电实质性增长性保持致研发验证规划DOE2010年路线图前政府机构计划重改进
研发验证优先序建议
□ 提高轻水堆绩效开发先进核燃料
□ 十年追求更乏燃料储存核废物处置选项
□ 建模仿真力技术选项开发选项间理解折衷进行
□ 创新核应概念包括工业应工艺供热开发模块式反应堆
□ 重建支持性研发基础设施材料实验装置关键设施创新燃料循环反应堆研发成
估计支持性研发基础设施项目拨款约年10亿美元适时机规模政府工业验证工程需额外提供资金
（杜铭海等译：Massachusetts Institute of Technology The Future of the Nuclear Fuel Cycle：an Interdisciplinary StudySUMMARY REPOR（2010）Forward and AcknowledgmentsExecutive Summary原文载址 httpwebmitedumiteinewsspotlightsnuclearcyclehtml）
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