国家电投集团上海核工院攻关核电环保领域痛点
来源：中国电力报 时间：2026-05-21 15:29
在“双碳”目标引领能源绿色转型的时代背景下，核电作为清洁低碳的主力能源，正迎来前所未有的发展机遇。放射性废物的安全处理处置作为守护核电安全的“最后一公里”，是关系到核电高质量、可持续发展的关键一环。
2012年起，国家电投集团上海核工院依托国家科技重大专项，牵头协同“国和一号”产业链上下游单位，直面核电环保领域的行业痛点，针对废液处理、废固转运减容、安全处置等重点问题，开启了长达十余年的技术攻关。攻坚进程中，团队打通处理、转运、减容、处置的放废管理全链条，以一系列自主创新技术成果填补国内空白，达到国际领先水平，相关成果已应用于“国和一号”示范工程项目，并将在CAP系列堆型后续项目全面应用。该成果获评国家电投集团2025年度科技奖一等奖。
膜上攻坚
破解核素与硼分离世界难题
放射性废液的高效处理，是核电绿色发展的关键一环。而核素与硼的高效分离，是长期困扰业界的世界性难题。
“核素与硼的分离问题，就像带一长串密码的门禁，膜材料的孔径大小、电荷性质稍有偏差，膜对离子的选择性归零。一次解密错误，密码就会重新生成，前面所积累的密码本就要推翻重写。”团队带头人施伟说。他从膜材料入手，带领团队开启了技术攻关。大家白天做实验、测数据，晚上查文献、析机理，常常通宵达旦。为了验证膜的分离截留性能，团队成员先后驻扎核电现场，在实验室中开展热态试验验证。
攻关团队带头人伊成龙，每天一早穿上厚厚的防护服就一头扎进实验室，一站就是一整天。打球跑步都很少出汗的他，在实验室里常常被汗水浸透衣衫。
经过上千次的试验验证，他和团队终于开发出硼透过率、核素截留率、脱硼率都显著优于国内外同类产品的废液处理膜，并在此基础上开发了以“分离+截留”为核心的废液处理技术，成功突破了核素和硼难以高效分离的技术瓶颈，构建了核电厂液态流出物近零排放的关键技术体系，精准实现核素与硼的高效分离和90%以上的硼回收率。相较于常规工艺有效减少了除硼工艺的固体废物产生量，从源头上降低了核电废物的处置压力。
协同破局
打造多维减容高效闭环
“放射性固体废物减容是提升核电废物管理经济性的核心手段。每减少一立方米废物，就能为行业节约数万元处置成本。”减容技术研发牵头人周焱说。他以“多维耦合减容”思路，在废物转运、处理和干燥减容等环节多管齐下，为放射性废物设计出一套安全、高效、便捷的“瘦身”方案。
传统转运过程中，湿废物在管道里容易堵塞、难防护，团队成员反复测试，不断优化屏蔽结构与输送路径，成功开发出“离堆式无管转运”装置，其单次转运效率领先国外同类工艺12.5%以上。在废树脂处理中，面对“干燥温度高则活性基团降解、温度低则水分难除”的两难困境，团队研发出低温真空均匀干燥工艺，精准控温控压，在保护树脂活性的前提下将结合水含量降至4%以下，大幅减少了废物最终处置体积。化学废液处理方面则创新开发了负压蒸发与干燥组合技术，通过热泵能量回收将能耗降低30%以上，总减容比超80%。最终，团队成员构建起放射性废物“转运—处理—减容”的高效闭环，单机组放射性固体废物年设计产生量相比行业标准要求减少30%，达到国际领先水平。
聚力攻坚
守护核电安全“最后一环”
放射性废物处置是守护核电安全的最后一环。项目实施前，我国尚无弥散性废物300年安全处置技术，在昼夜温差大、盐离子浓度极高的恶劣处置环境下长期服役的混凝土材料更是行业空白。国外同类产品价格高昂、技术封锁严密，也无法论证长期安全处置能力。
为攻克这一难题，团队将目光投向了抗拉强度极高的碳纤维。团队负责人钱磊带领成员联合产业链单位，开展碳纤维增强混凝土材料配方攻关。在完成耐久性评估的过程中，为了获取真实处置环境下的环境参数，项目组深入甘肃放射性废物处置场开展实地调研。
一望无际的戈壁滩上，黄沙漫卷，寸草难生，唯有远处的胡杨林在风沙中傲然挺立，用虬结的根系牢牢锁住脚下的沙土。钱磊说：“在极端环境下坚守百年，我们的目标其实和戈壁中的胡杨一样。”他用“胡杨精神”激励团队，鼓励大家要研发出经得起时间考验的处置容器。最终，团队历经十年攻关，在容器研发和长期耐久性论证方面实现突破，成功开发了基于多因素耦合分析的碳纤维增强混凝土材料耐久性评估模型，建立了碳纤维增强混凝土耐久性分析试验方法，并实现了碳纤维增强混凝土高完整性容器的批量化生产。这些容器将应用于多个核电项目，技术水平经鉴定达到国际领先。
从实验室到戈壁滩，从技术突围到产业落地，上海核工院放废工艺团队用十余年的坚守，把一张张图纸变成了守护万家灯火的安全屏障，默默护航核安全的“最后一公里”。征程未止，这支团队将继续向着技术迭代、标准提升、拓展应用的方向迈进，为我国核电事业高质量发展贡献更多智慧与力量。（吴涵）
责任编辑：许艳
