小型模塊化反應堆多年來一直是核工業科學家和研究人員的話題，但它們的首次亮相（預計明年）在多大程度上會對乏燃料管理造成挑戰呢？專家說，這取決于特定的小型模塊化反應堆設計和一個國家現有的乏燃料管理實踐。
小型模塊化反應堆相對較小且靈活：功率容量可達300兆瓦(電)，輸出可根據需求波動。這使得它們對電網欠發達的偏遠地區特別有吸引力，也可用作可再生能源的補充，或用于核動力的非電力應用。小型模塊化反應堆可以在工廠制造，然后運輸到現場并安裝，因此預計它們的建造成本更為低廉。
在世界范圍內，大約有50個處于不同開發階段的小型模塊化反應堆設計和概念。阿根廷、中國和俄羅斯的三個小型模塊化反應堆電廠正處于建設或調試的后期階段，均計劃于2019年至2022年期間開始運行。
已有核電計劃的國家幾十年來一直對其乏燃料進行管理。他們積累了豐富的經驗，并建立了適當的基礎設施。國際原子能機構核燃料循環和廢物技術處處長Christophe Xerri說，對于這些國家而言，如果它們選擇基于現有技術部署小型模塊化反應堆，那么對小型模塊化反應堆產生的乏燃料的管理應該不存在什么問題。
Xerri說：“由于這種小型模塊化反應堆將使用與常規大型核電廠相同的燃料，因此其乏燃料的管理方式可與大型反應堆相同。”即使是采用新技術的小型模塊化反應堆，例如將使用填充石墨棱柱塊形或卵石形燃料的高溫氣冷反應堆，擁有核電廠的國家也已經擁有貯存和管理乏燃料的解決方案。“他們既可以使用現有的基礎設施，也可以根據新的放射性廢物流對現有基礎設施進行調整，”Xerri說。
新啟動核電國家應仔細考慮乏燃料管理，并在引進核能時建立相關基礎設施。即使選擇基于當前技術的常規核電廠或小型模塊化反應堆，他們也需要這樣做。“如果他們選擇首創技術或不太成熟的技術，他們將面臨更多的挑戰，因為管理整個燃料循環的經驗不足，且缺少基準，”Xerri說。“管理小型模塊化反應堆產生的乏燃料和放射性廢物的解決方案將是在選擇技術以及燃料供應安全時需要考慮的最重要因素之一。”
一些小型模塊化反應堆設計具有可以減少與乏燃料管理相關任務的特性。基于這些設計的電廠需要較少頻率的換料（每3年至7年一次），而傳統電廠的換料頻率為1年至2年。有些甚至設計為在不換料的情況下運行長達30年。然而，即便如此，也會留下一些乏燃料，必須妥善加以管理。
為了解決這些問題并支持新啟動核電國家，需要對一些小型模塊化反應堆技術的燃料循環進行更多的研究和開發。Xerri強調，工程師和設計師擁有獨特的機會，可以在小型模塊化反應堆開發的早期為改善其乏燃料和放射性廢物管理提出解決方案。他說：“這種做法將有助于解決與燃料循環后端有關的不確定性，降低成本，增強社會對核電的接受度。”國際原子能機構參與了若干正在進行的小型模塊化反應堆活動，并正在加緊努力支持成員國在這一領域的研究和開發。
本文刊登于《國際原子能機構通報》2019年6月刊核動力堆乏燃料管理。
