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日本在减少核电的使用,核电真的不安全?中国钍基熔盐堆了解一下

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核阴影下的日本


日本东京电力公司曾高调宣布,福岛核电站是世界上最安全的核电站。

日本人敢这么笃定,也是有他们的底气,他们给福岛核电站设计了四套紧急供电设备。

作为世界上最大的核电站,它有10台沸水堆机组。核电站的发电原理其实和火电差不多,都是先把水煮成沸水,再利用蒸汽推动涡轮机发电。

只不过是把烧煤的锅炉换成了核反应堆,核反应堆采用的燃料叫铀235。


当铀235的原子核受到外来中子的轰击时,一个原子核会吸收另一个中子,再裂变成两个较小的原子核,同时释放出2到3个中子。

新的中子又继续引起裂变,这种原子核的链式裂变反应就会产生大量的热能。这种方式比烧煤发电要清洁高效太多。

一千克铀235的发电量,是1千克煤的200多万倍。


唯一的缺点就是核废料具有强放射性,如果反应堆发生故障,核废料泄露出去,就会对人体和环境造成巨大的破坏。

要保证核反应堆的安全,首先要及时用水轮机给反应堆浇水降温。一旦停电导致水轮机停止作业,核反应堆的堆芯就会立刻被高温熔毁,接下来就是爆炸以及核泄漏。


有兴趣的可以去了解一下,苏联切尔诺贝利电站发生的核泄漏事故,就是因为人为操作失误,导致反应堆升温爆炸,最后有13.5万人因核辐射而死亡。

核电站事故也不是一起两起,美国日本就发生过很多次。有了前车之鉴,加上日本是多地震的国家,所以对福岛核电站格外保护,不但给水轮机设计了四套紧急方案,还把核电站建在了地基下25米的大岩盘上面,足以承受7级大地震。

但让日本人没想到的是,他们将面对的是史诗级的灾难。

2011年3月11日,日本爆发了9级大地震,瞬间将核反应堆摧毁,15米高的海啸随之而来,不但彻底破坏了核电站设施,还让供电系统陷入瘫痪。


日本精心设计的应急方案统统失效,核电站机组在地震后的两天里,接连发生数次爆炸,然后东京电力公司又瞒着民众,偷偷排放核废水,酿成一次严重的核泄漏事故。

福岛核泄漏之后,日本人算是彻底对核电失去了兴趣,反核的声音越来越多,迫于压力,日本政府只能慢慢放弃核电。2011年还有54座核电站,到现在只有21座还在运行。


在我国也存在一些反对核电的声音,其实真没必要视核电为洪水猛兽。任何事物都具有两面性,发展核电确实可以解决能源的问题。

和日本对比,在我国发展核电有一个优势,那就核电站基本原理地震带,基本不会受到自然灾害的影响,而且核废料也不是没有办法解决。

我国核电项目虽然起步晚,但如今已经走了世界前列。


启明星2号核反应堆

它是我国首座铅基核反应堆零功率装置,由我国中核集团中国原子能科学研究院,联合中国科学院物理研究所,历时四年研制出来的,看这出身就知道它不简单。

它可以把核燃料的使用效率提高至95%,还能把核废料进行回收二次燃料。说简单点就是,既可以减少核废料的排放,还可以降低核废料的辐射性,同时将它们转化成电量。

启明星二号一出,迅速引起国际社会的关注,尤其是日本和美国。日本是对核电又爱又怕,美国是世界第一核电大国,而且也发生过不少的核泄漏事故。


日本曾表示,愿意出3000万美元引进核废料处理技术,美国更是愿意出6000万美元。虽然给的钱都不少,但是我国仍是果断拒绝了他们,作为独家核心科技,这关系到国家利益,不是钱可以衡量的。

比如美国,不愿意卖给我们芯片制造技术不说,反而通过一切手段卡住我们的脖子。

所以,启明星2号的核心技术,同样也不能透露给美国和日本。不过启明星2号不是我国最先进的核电技术,而是钍基熔盐堆。


我国第四代核电技术,钍基熔盐堆

钍也是一种放射性元素,也是潜在的核燃料,相比传统的核燃料,它具有多个优势。

钍有更短的半衰期,所以钍反应堆的反应速度更慢,安全系数相对高一点。

钍的储量也相当丰富,我国探明的钍矿是铀矿的6倍,为28.6万吨。根据研究表明,一顿钍相当于200吨铀,350万吨煤产生的能量。


钍还不能用于制造核武器,产生的核废料也极少,所以它比铀核反应更加清洁高效。

最主要的是,钍基熔盐堆属于第四代核反应堆。它采用的是冷却剂是氟化盐。


当内部温度超过预定值,堆底部的冷冻塞会自动熔化,氟化盐携带核燃料会全部流入应急储存罐,反应堆会自动关闭,核反应也会即刻终止,从而避免核反应堆在高温下发生爆炸。


而且氟化盐在冷却后会凝固,不会像海水一样发生泄露。由于不需要水冷却,核电站的地点选择就多了。


钍基熔盐堆还可以小型化,将来技术成熟以后,可以运用到宇宙飞船上,登录火星就不再考虑动力和燃料问题。


也可以搭载到新能源汽车上,8克燃料可行驶160万公里,100年不用维护。

所以钍基熔盐堆一定是核电在未来的发展趋势,好在我国在这一领域走在了世界前列。从2011年开始,中国科学院启动了A类先导专项,研究钍基熔盐堆核能系统。

这项研究由中科院上海应用物理研究所牵头,联合国内外高校、企业以及科研机构,组建了一支规模最大的科研队伍,共同展开钍基熔盐堆的研发建造。

在世界核组织的网站上,每年会对钍基熔盐堆的研究情况更新,从2016年到2018年,始终写着这么一句话:中国正在引领全球的熔盐堆的研究。


我国已经在甘肃建立第一座钍基熔盐堆实验装置,虽然它的输出功率只有2兆瓦,刚好够点1000个电炉。

但是按照计划,我国将在2030年建造400兆瓦的钍基熔盐堆的商用核电站,正式从实验室走进市场!。

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