概述

加拿大全國約15%的電力來自核電，全國有3個省的18個反應(yīng)堆運(yùn)營，總裝機(jī)容量超過了12600MWe。在接下來的十幾年中，加拿大計(jì)劃建設(shè)更多的新型反應(yīng)堆。加拿大曾經(jīng)一度是核技術(shù)研究領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊，出口了許多先進(jìn)的反應(yīng)堆系統(tǒng)，生產(chǎn)的放射性同位素在全世界醫(yī)學(xué)領(lǐng)域也占了很高的比例。

2008年統(tǒng)計(jì)顯示，加拿大的發(fā)電總量是6510億KWh，其中14.4%來自核電，59%來自水電，17%來自火電，6%來自天然氣。全年的電力消耗約為每人16000KWh，是世界人均耗電量最多的國家之一。

加拿大能源研究協(xié)會（Canadian Energy Research Institute）的一項(xiàng)研究表明，2005年加拿大的18座反應(yīng)堆的供電收入近50億加幣，為GDP增加了63億加幣，為政府的稅收貢獻(xiàn)了14億加幣，核工業(yè)直接或間接地使66000人受益。在1952—2006年期間，政府通過AECL向核工業(yè)總共投資132.6億加幣。據(jù)AECL稱，通過產(chǎn)電供能、技術(shù)研究、Candu出口、鈾資源出口、醫(yī)學(xué)放射性元素和專業(yè)化的服務(wù)等諸多途徑，已經(jīng)總共為國家收益1600億加幣。

反應(yīng)堆的發(fā)展

1944年被召集的隊(duì)伍

加拿大擁有自己國家設(shè)計(jì)和研究的反應(yīng)堆。早在1944年，一支專家隊(duì)伍被召集在Montreal，Quebec，一起研究設(shè)計(jì)重水堆型的國家實(shí)驗(yàn)性反應(yīng)堆（National Research Experimental Reactor），反應(yīng)堆建在Ontario的Chalk River，在1947年投入運(yùn)行。Chalk River的實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)在成為國家的核工業(yè)研究設(shè)計(jì)中心。政府在成立了Atomic Energy of Canada Ltd （AECL）組織，并任命其開展和平利用原子能的研究。1957年，NRU反應(yīng)堆在Chalk River建成。直到現(xiàn)在NRU反應(yīng)堆生產(chǎn)了全世界40%的molybdenum—99，用于癌癥的治療和診斷。

Chalk River的核試驗(yàn)基地

AECL和加拿大工業(yè)聯(lián)合，在20世紀(jì)50年代末發(fā)展第一座Candu堆型。Candu型反應(yīng)堆使用重水作為冷卻劑，用天然鈾礦作為燃料。Candu反應(yīng)堆的優(yōu)點(diǎn)是減少了加工和濃縮核燃料的費(fèi)用，并縮短了反應(yīng)堆的換料和檢修周期，缺點(diǎn)是重水的造價比較昂貴。在1962年，Chalk River工業(yè)區(qū)上游30Km的Rolphton 處，一座小型Candu反應(yīng)堆開始運(yùn)行。1967年，更大型號的反應(yīng)堆（200MWe）在Douglas Point投入運(yùn)行，該反應(yīng)堆就是印度國內(nèi)首座PHER型反應(yīng)堆的最初設(shè)計(jì)堆型。

Darlington核電站的主控室

國內(nèi)的第一座商業(yè)Candu型反應(yīng)堆建在Pickering，Ontario。在1971年投入運(yùn)營。加拿大的18座反應(yīng)堆中有6座在Ontario，其余的分布在Quebec 和 New Brunswick，2008年的統(tǒng)計(jì)顯示Ontario的53%的電力來自核電。

目前Candu 型反應(yīng)堆的技術(shù)和設(shè)計(jì)已經(jīng)進(jìn)化了好幾代。目前最新型的是Enhance Candu 6（EC6，建在中國秦山），下一代將是Advanced Candu Reactor（ACR—1000）。

建在中國秦山的Candu 6

現(xiàn)如今全世界有32座Candu型反應(yīng)堆分布在7個國家，有更多的正在建設(shè)中。其中4座在韓國，2座在羅馬尼亞，2座在印度，1座在巴基斯坦，1座在阿根廷，2座在中國，這些將由加拿大的相關(guān)專家參加建筑和運(yùn)營。

出了供電外，Candu型反應(yīng)堆幾乎生產(chǎn)了全世界的所有cobalt—60用于醫(yī)學(xué)和消毒。

反應(yīng)堆的翻新

為了滿足目前和將來國內(nèi)對電力的需求，州政府核反應(yīng)堆運(yùn)營商決定通過重新裝修幾座反應(yīng)堆來延長他們的運(yùn)行壽命。裝修Candu型反應(yīng)堆包括以下幾部分：替換核燃料組件和蒸汽發(fā)生器，提高安全運(yùn)行系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)。雖然翻新反應(yīng)堆比建造一座新的既省時又省錢。但從某種程度上說，超期運(yùn)營的資費(fèi)和建造一座全新的反應(yīng)堆幾乎一樣貴。

新型反應(yīng)堆設(shè)計(jì)

現(xiàn)如今加拿大政府提議在接下的十幾年中建造更多的反應(yīng)堆并投入商業(yè)運(yùn)營。其中Ontario計(jì)劃建造4座，New Brunswick計(jì)劃建造一座，Alberta計(jì)劃建一座或四座小型的反應(yīng)堆。新建項(xiàng)目的裝機(jī)容量有望達(dá)到9GWe。

自20世紀(jì)50年代誕生以來，為了提高燃料的利用率，滿足更嚴(yán)格的安全標(biāo)準(zhǔn)，減少建造時間和資金，Candu型反應(yīng)堆經(jīng)歷的數(shù)代的替換。

Candu型反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)

Candu 6反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)一直在改進(jìn)中，雖然一段時間被擱置了，但是已將Candu 9（功率約為900MWe）的優(yōu)點(diǎn)與最新的Candu 6結(jié)合了。Candu 9 的設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)是對核燃料的要求比較靈活。從天然鈾到低濃縮鈾，  Candu 9的創(chuàng)新優(yōu)點(diǎn)吸收了韓國和中國的建造經(jīng)驗(yàn)，形成了Enhanced Candu，功率有望提高到750Mwe，對核燃料要求比較靈活，建造時間約為4.5年，有60年的運(yùn)營壽命，中間會替換一次蒸汽發(fā)生器。

ACR（Advanced Candu Reactor）型反應(yīng)堆代表了未來設(shè)計(jì)的改革。它的設(shè)計(jì)結(jié)合了壓水堆的一些優(yōu)點(diǎn)。采用了輕水冷卻劑，堆型的設(shè)計(jì)趨于簡潔化。據(jù)稱他將會以低濃縮鈾（約1.5%的鈾—235）作燃料，并提高了和燃料的利用率近三倍，大大減少了反應(yīng)堆產(chǎn)生的核廢料?，F(xiàn)如今，1200MWe的ACR—1000的建造備受世界關(guān)注。它采用模板式的建造模式，主要的組件在美國的一家船廠建成。首座ACR型反應(yīng)堆的建造周期約為44個月，其余的是36個月左右。加拿大核安全協(xié)會（Canadian Nuclear Safety Commission，CNSC）在2009年2月審查ACR—1000的設(shè)計(jì)，9月份即批準(zhǔn)了該項(xiàng)設(shè)計(jì)，并贊揚(yáng)該設(shè)計(jì)滿足了全部的安全要求和加拿大對新型核電站的要求，這意味著ACR—1000的運(yùn)營執(zhí)照在加拿大的審批過程將不會遇到太大的障礙。

核不擴(kuò)散協(xié)議

根據(jù)國際條約規(guī)定，加拿大的鈾礦只能賣給核電站。核設(shè)施和技術(shù)也只用于原子能的和平用。加拿大核安全協(xié)會（CNSC）一相配合國際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）的工作，允許他們接

加拿大的核設(shè)施，并在附近安裝監(jiān)控設(shè)備。國家每年都向IAEA作關(guān)于國內(nèi)核燃料擁有的報(bào)告，為了使IAEA的工作更加方便，CNSC開發(fā)了一套被稱作Canadian Safeguard Support Program的程序，用于核安全的監(jiān)管。

加拿大是核不擴(kuò)散條約中的一員，至今國內(nèi)沒有核武器。