钚239多少钱一吨

南宁小胖子 2024-05-24 08:41:21

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钚的生产依赖于两点，生产钚反应堆的运行（包括动力反应堆）和相应的燃料循环体系（包括天然**的生产、浓缩、转化，乏燃料后处理）。由于无论是作为核燃料的钚还是**原料的钚，都没有商品化，仅有少数以非常小的交易量作为实验室用途的材料出售（mg~g级），因而我们只能以特定的核燃料循环与反应堆运行条件进行估算。

按照90年代对于核电厂核燃料循环费用的分析，假设天然**价格为40$/kg(u),u20加工费用为200$/kg，转化费7$/kg，浓缩费用120$/kg分离功单位（swu），低浓缩**（燃耗33mwd/kg）成本为1040$/kg（重金属）——需要指出的是，生产1t 3%浓度的核燃料（对应平均燃耗33mwd/kg）需要约5.5吨天然**和4.3t分离功。
相应燃耗的后处理费用约为1000$/kg（重金属）（其中含有约0.9%的u235和0.6～8%的钚），扣除所能回收的回收**价值（由于含有作为中子毒物的u236，重新使用需要额外的分离功）价格约20～40$/kg(u)，将大部分后处理费用成本由钚承担，所能回收的钚（反应堆级）价格约为160$/g(pu)。同时需要为每g钚每年支付1～2$的储存费用。

对于作为**原料生产的钚239（要求钚240同位素含量<6～7%），其在反应堆中停留的最高燃耗低于0.4mwd/kg，意味着需要处理的乏燃料相当于动力堆核燃料的80多倍。虽然反应堆乏燃料在冷却同样时间（6个月）时的比活度约为动力堆的1/25，但是这对于生产成本的降低没有那么大。投入生产堆中的燃料为天然**，但生产堆基本不承担能源生产，因此反应堆的运行费用也计入钚的浓缩成本，因此武器级钚的生产成本远高于反应堆钚，通常认为在4000$/g以上，同时存储费用也高于反应堆钚。

对于钚的其他同位素，只有钚238作为航天器所使用的同位素电池材料以kg规模生产，由于钚238的生产是以np237辐照后生产的，并且辐射防护的要求更为严格，钚238比武器级的钚239还要昂贵得多。

总而言之钚是一种昂贵的金属。吨级武器级钚239的生产需要以十亿美元计价，这还不包括发展、建立、完善用于钚生产的反应堆技术和核燃料循环工业所需要的投资。而以吨级生产的反应堆级钚则完全是核电工业一个令人头疼的问题——用回收的钚生产mox燃料是非常不经济的，但是为分离后钚支付巨额的存储费用同样是经济上不合适的，不后处理乏燃料则要面临数量更大的放射性废物处置问题。所以在一次通过循环（不后处理乏燃料）和后处理并利用钚直接抉择是所有核电**头疼的问题，通常国土面积较小，不得不通过后处理减少放射性废物量的**倾向于后者，如法国和日本；而大国则相对不着急于做最终决定，采取暂时的一次通过循环。 20210311

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