反应堆开发：

        七十年代，日本普贤（Fugen）先进热中子原型堆（ATR）建成。这种堆以重水为慢化剂，采用加压轻水冷却，设计可以使用铀燃料和钚燃料，但主要是验证钚的利用。这是世界上第一个采用全MOX燃料堆芯的热中子堆。普贤堆电功率为14.8万千瓦，由JNC负责运行，2003年3月关停。日本规划在Ohma建造60万千瓦的ATR示范堆，但于1995年决定中止。

        1970年以来，日本共有28座沸水堆（包括先进型沸水堆）和23座压水堆投入运行。 

        日本首批ABWR机组（131.5万千瓦）是东京电力公司（Tepco）的柏崎·刈羽核电站（Kashiwazaki-Kariwa）6号、7号机组，分别于1996年11月、1997年7月投入商业化运行。两台机组由美国通用电气、日本东芝公司和日立公司组成的联合体建造。还有3台ABWR机组，滨冈（Hamaoka）5号、志贺（Shika）2号、岛根（Shimane）3号，目前正处于调试或在建状态。日立公司还正在开发60万、90万和170万千瓦等级的ABWR机组。ABWR二代的电功率为171.7万千瓦。

       150万千瓦级的先进型压水堆（APWR）设计已经由4家电力公司联合三菱、西屋（早期参与）开发出来。目前，这一设计正在日本申请许可证，计划首批机组（153.8万千瓦）于2009年开始在敦贺（Tsuruga）核电厂址上建造（3号、4号机组）。2004年3月，福井县地方政府已经批准建造这个项目。APWR比目前的PWR更加简单，具有能动和非能动冷却系统，效率更高，燃耗超过55千兆瓦·日/吨。设计工作正在进行，将成为日本下一代压水堆的基础。“APWR+”的电功率为175万千瓦，能够使用全MOX堆芯。

        三菱重工现在正在美国和欧洲市场推销170万千瓦级的APWR，并于2008年1月向美国核管制委员会提交了设计许可证申请。美国版本的APWR已经有TXU集团（现名“Luminant”）选择在德克萨斯州科曼奇峰（Comanche Peak）核电站扩建。三菱重工还参与了西屋公司AP1000反应堆的开发工作，但现在西屋公司已被东芝公司收购，三菱重工将独立开发压水堆技术。

        2005年中期，日本经济产业省自然资源与能源厅（ANRE）核能政策规划部门提出要进行一项2年期的下一代轻水堆开发的可行性研究。新的设计，基于ABWR和APWR，将使建造工期和发电成本下降20%，并且使乏燃料的数量减少20%，同时安全性得到提高，3年可以建成，寿期更长。2007年9月，日本政府、核工业和电力公司宣布，将共同开发新型轻水堆设计，计划2020年左右部署。新型设计将使用富集度最低在5%以上的燃料，运行寿期达到80年。这个项目预计将投资5.2亿日元，8年时间，开发出一种BWR和一种PWR设计，每种堆型的电功率都在170万~180万千瓦。

        关于快中子增殖堆（FBR），常阳（Joyo）试验快堆自1977年首次达临界以来，一直运行良好，已经积累了很多技术数据。文殊（Monju）原型快堆于1994年4月首次启动，但1995年12月在性能试验中二次热交换系统出现钠泄漏而中止，运行期间电功率达到24.6万千瓦。其监管权已转交给JNC（现为JAEA），日本科技大臣表示，2008年的主要目标是重新启动这座堆。日本最高法院于2005年5月做出的裁定，为2008年内（可能是10月）重新启动文殊堆扫清了障碍。此外，JAEA还接手了位于茨城县东海村附近大洗町（Oarai）的快堆和相关的研发工作。

       1998年末，一座热功率30MWt的小型气冷原型堆——高温工程实验堆（HTTR）实现首次启动。这是日本首座石墨慢化、氦气冷却的反应堆。启动时的运行温度为850℃，2004年达到950℃，使其可以应用诸如热化制氢等化学工艺。这座反应堆的燃料是装入六角型石墨棱柱内的陶瓷包覆颗粒，具有很高的固有安全性水平。这一设计是为了给第二代高温氦冷核电机组在工业或驱动直接循环气轮机方面的商业化应用提供基础。根据计划，2015年，HTTR将于一座1000立方米/小时的碘硫制氢工厂连接，以验证其在一体化生产体系中的性能。

        备注：大间核电站开工日期推迟到2007年10月，等待监管部门对地震安全性报告的审查完成；敦贺3号、4号，和东京电力的东通1号，正在由监管部门进行最终的安全性评估。

        日本电源开发集团，现在名称为J-Power，已经提出在青森县建造大间核电站的许可申请，这是1台138.3万千瓦的ABWR机组。计划2007年8月开工建设，2012年进入调试阶段，但由于地震标准的提高而可能推迟。除了普贤（Fugen）先进热中子实验堆之外，大间将是日本首座专门使用MOX燃料的商用堆。

        经过因选址问题造成的延误之后，敦贺核电站3、4号机组已经得到了福井县地方政府的批准，业主日本原子能发电公司也已向政府提交了建造许可申请。许可审批程序可能需要2年时间，建设费用估计为7700亿日元（74亿美元），计划于2010年开工，2016年和2017年投入商业化运行。

        制造核电站主要大锻件的厂家，从2007年开始，投入400亿日元（3.3亿美元），增加产能，以便应对中国和美国的定单。日本制刚所（JSW）的制造和研发基地分别位于广岛（Hiroshima）、横滨（Yokohama）、室兰（Muroran）。在北海道的室兰中心，拥有重型钢厂和与发电有关的实验室。室兰中心制造核电站中使用的反应堆压力容器、蒸汽发生器部件、发电机和汽轮机转子大轴、合金钢板和汽轮机外壳。自1974年开始，JSW一直根据美国核管制委员会的标准，为核电站制造锻件，目前已向全世界提供了130套反应堆压力容器，占总量的1/3还多。

        铀供应：

        日本本国不产铀。2007年，日本的铀需求为8872吨铀，分别来自澳大利亚（约1/3）、加拿大、哈萨克斯坦及其他国家。
       
        2006年，伊藤忠商社（Itochu）签定协议，今后10年将从哈萨克斯坦购买3000吨铀，作为合作，日本将为哈萨克斯坦Central Mynkuduk铀矿（储量52000吨铀，见“哈萨克斯坦铀资源与核工业简介”）提供融资支持。2007年，日本丸红株式会社（Marubeni）和东京电力公司联合日本其他企业，收购了哈萨克斯坦Kharasan铀矿（储量55000吨铀）40%的股权（见“东芝公司买入哈萨克铀项目部分股权”），该矿每年将向日本提供2000吨铀。

        燃料循环设施：

        日本一直在积极发展本国完整的核燃料循环工业。

        JAEA在冈山县人形岭（Ningyo Toge）运营一座小型的铀精炼与转换工厂，和一座离心工艺浓缩示范工厂。

        日本大部分浓缩服务依靠进口，日本原燃（JNFL）在六所村（Rokkasho）运营一座商业化浓缩工厂。1992年投入运行，使用自主技术，有7个级联，每个级联的年加工能力为15万分离功（SWU），但只有2个在运行。根据计划，这座工厂的最终能力将达到150万SWU/年。目前正在测试一个采用新型“Shingata”设计的铅级联，计划将用铅级联对工厂重新装备。JNFL的股东是日本9家电力公司。

        日本拥有6400吨通过乏燃料后处理得到的铀，目前贮存在法国和英国的后处理工厂。2007年，日本与俄罗斯的Atomenergoprom签署协议，后者将为日本的电力公司持有的这些铀提供浓缩服务。

        在东京以北茨城县东海村（Tokai），三菱重工的核燃料公司运营一座大型的燃料制造工厂，1972年投运；其他位于东海村和熊取町（Kumatori）的燃料制造厂由日本原子燃料事业会社（NFI）运营；JAEA在东海村还有一些专为普贤先进热中子堆和快中子增殖堆计划制造混合氧化物燃料的试验工厂，每个工厂的制造能力约10吨/年。

        在东海村，JNC（现名JAEA）还运营一座能力为90吨/年、采用普雷克斯（Purex）技术的示范后处理工厂，自1977年以来已经处理了1116吨乏燃料，最后一批处理是在2006年初。现在该工厂的重点放在研发上，包括MOX燃料的后处理。JAEA在东海村还有一些乏燃料贮存设施，并正计划新建一座。1995年，JAEA还在东海村投运了一座高放废物固化示范工厂。东海村已经成为JAEA在高放废物处理和处置研发方面的重要基地。

        1984年，日本电气事业联合会（FEPC）向六所村和青森县申请许可建造一座大型的综合设施，包括铀浓缩工厂、低放废物贮存中心、高放废物贮存中心和后处理工厂。目前，JNFL负责运营那里的低放废物贮存中心和高放废物贮存中心，能力为800吨/年的后处理工厂正在建设，目前已进入调试阶段。

        2007年11月，六所村固化工厂开始积极的试验工作，将高放废物与硼硅酸盐玻璃固化在一起。固化厂从附近的后处理厂接收废物。这些废物是乏燃料经过后处理，回收了其中的铀和钚之后的剩余高放废物，体积为后处理前的3%。

        后处理和MOX燃料：

        出于保障能源安全考虑，尽管铀的价格多年保持低水平，日本1956年以来执行的政策一直是最大限度地利用进口的铀，通过以MOX燃料形式对乏燃料中的铀和钚进行再循环，可以使从核燃料中获得的能量提高25~30%。

        前面提到的1977年~2006年在东海村运行的示范后处理工厂，处理了1000多吨乏燃料，并有钚-铀混合产物。

        JNFL在六所村的800吨/年的后处理工厂，经过22个月的试验期和13年的建设期，计划于2008年5月投入运行。该工厂的工艺基础是法国阿海珐（Areva）阿格（La Hague）后处理工厂的技术，2007年末，日本方面与Areva将双方20年期限的合作协议进行展期，并特别关联到“全球核能伙伴计划”（GNEP）的目标。现在使用的调整后的Purex工艺，在钚产物中留有铀（50：50比例的混合物），这样就保证在任何情况下都不会有独立分离出来的钚，从而缓解了对钚可能的误用的担忧。

        2007财政年度（截至2008年3月底），日本共有210吨乏燃料得到后处理。2008年财政年度，预计这一数字为395吨，从中可以回收1.9吨的裂变钚（反应堆级）。

        背景说明：

        2004年10月，日本原子力委员会的咨询组以大比例（30票对2票）通过决定，继续进行JNFL的800吨/年的六所村后处理工厂的最终调试和商业化运行，投资约2.4万亿（200亿美元）日元。原子力委员会否决了将乏燃料送往美国进行直接处置的替代方案。此举为看成是今后几十年中，政府与企业共同制订核政策行动的重要里程碑。2006年3月，工厂在13年建设之后，进入了22个月的最终调试阶段。约430吨乏燃料将被送到这座工厂，对工厂运行进行全面测试。调试过程将产生约2.3吨的反应堆级钚（1.6吨裂变钚）。

        2004年政府研究报告显示，预计今后60年内进行后处理的费用（1.6日元/千瓦时）要比直接进行最终处置（0.9~1.1日元/千瓦时）高出很多；换算为总体发电成本为5.2日元/千瓦时，如果不考虑新工厂已经投入的资金的影响，或是2004年以来铀价格的显著上升，总体发电成本为4.5~4.7日元/千瓦时。

        到目前为止，乏燃料的后处理大部分在欧洲由英国核燃料公司（BNFL）和法国阿海珐（Areva）进行（分别为4200吨/年和2900吨/年），经过玻璃固化的高放废物被运回日本进行最终处置。委托Areva进行的后处理业务于2005年结束，JNFL六所村后处理厂计划于2008年初投入全规模运行。日本1999年就开始有乏燃料等待送到这座工厂进行后处理（1998年结束向欧洲运输乏燃料）。

        新的六所村工厂将用40年左右的时间，处理截至2005年底已经贮存在此的14000吨乏燃料，和2006年以来接收的18000吨乏燃料。每年将产生4吨左右的裂变钚。
       
        日本电气事业联合会表示，根据“钚”计划，日本的9家电力公司将从2010年开始，把后处理得到的钚用于制造16~18座反应堆使用的MOX燃料。预计每年将有6吨裂变钚装入动力堆中使用。同时，日本送往欧洲的乏燃料后处理分离出的40吨反应堆级钚（25.6吨裂变钚）将在欧洲制成MOX燃料。不过，当地对于使用MOX燃料的担忧一度延缓了1994年“钚”计划的实施。

        至今为止，日本已经收到了3批来自欧洲的反应堆级钚，约2吨多重。第一批是在1992年，是单一的钚氧化物，标明用于文殊快中子增殖原型堆。不过，文殊堆虽已准备装载这些燃料，但因1996年发生的一次钠泄漏而保持关闭至今。第二批是用于轻水堆的MOX燃料，1999年交付。这批燃料中，部分是由BNFL提供的，用于关西电力公司的高滨核电站，但被发现质量控制数据有造假的丑闻。2002年，这批燃料被退回英国。第三批是BNFL制造的MOX燃料，用于东京电力公司的柏崎·刈羽核电站3号反应堆。

        福岛县和新滹县地方政府采取行动推迟MOX燃料在本地反应堆内的利用，使得东京电力和关西电力被迫暂停并重新编制利用计划。2008年，静冈县接受了中部电力公司在滨冈核电站4号反应堆使用MOX燃料的方案；福井县接受了关西电力公司从2010年开始在高滨核电站3号、4号反应堆使用MOX燃料的方案。

        同时，日本的钚库存有所下降，2004年底有41吨分离的反应堆级钚（约35%为裂变）库存，等待用于制造MOX燃料。2007年底，日本电力公司共有26.4吨裂变钚：13.9吨在法国，11.3吨在英国，1.2吨在日本国内。2012年开始，每年将有5.5吨~6.5吨的裂变钚得到利用。

        2005年4月，青森县地方政府批准在六所村后处理工厂附近建造一座MOX燃料工厂。青森县知事、六所村市长和JNFL社长签署了一份协议。青森县知事敦促日本电气事业联合会“加强努力，推进MOX利用计划的实现”。这一批准行为被看成是日本向完整的燃料循环迈出的重要一步，得到了日本政府、原子力委员会和电力公司的大力支持。JNFL已经提出许可申请，建造并运营一座130吨/年的J-MOX（日本MOX）制造工厂。这座工厂投资12亿美元，2007年底前开工，2012年投入运行。

        2005年9月，日本原子力安全·保安院（NISA）代表经济产业省，批准了MOX在几座反应堆中使用，包括高滨核电站3号、4号，福岛第一核电站3号，柏崎·刈羽核电站3号和玄海核电站3号。经过对反应堆做部分改造后，2012年左右将可使用MOX。此外，岛根核电站2号和滨冈核电站4号的MOX使用申请正在审查过程中。

        2006年11月，四国电力公司与三菱签署协议，利用600公斤反应堆级钚，为伊方核电站制造21组MOX燃料组件。这些钚是Areva在法国阿格后处理工厂对四国电力公司的乏燃料进行后处理得到的，MOX将在法国的Melox工厂制造。（待续）

        新闻来源：UIC、AEC

        编译：办公厅  刘军韬