序言
2011年日本福島的核泄漏事件,相信大家還記得吧?這是繼1986年切爾諾貝利之后,全世界發生的最嚴重的核事故,因此網上關于核電的討論再次風生水起,
許多人都是談核色變,覺得既然核電這么危險,為什么大陸還要建設核電站?
其實這是來源于對核能的恐懼,
俗話說恐懼是來源于無知,而消除恐懼最好的辦法就是對核電客觀理性地分析,
那么這一期我就帶大家了解一下核電的特點,分析分析核電對于我們來說到底是不是好事?
核電站重要組件
說真的,核電這個話題很大,也涉及到很多方面,
由于我不是搞核相關的專業人士,所以就從一個普通科普人的角度出發,盡量深入淺出地給大家說明白,消除一些基礎的顧慮,就足夠了。
核電站的原理很簡單,就是燒開水。
首先用鈾制成的核燃料在反應堆內部進行核裂變,并釋放出大量熱能,然后再在水循環的冷卻下,熱能被水帶出,在蒸汽產生器內生成蒸汽,最后使用高溫高壓的蒸汽推動汽輪機,進而推動發電機發電。
來幫大家劃下重點呀!
核燃料、核反應堆以及后面的各種核電設備。
核燃料
嗯,先別急!我來一個個給大家分析。
首先,核電站使用到的核燃料普遍都是鈾235。
為啥選擇它!
因為它好弄呀!
鈾礦開采出來后,需要經過粉碎、萃取,再用氟化物氣體進行濃縮。
做這一步的目的是為了提高鈾235的含量,天然鈾235的含量很低,而核電站需要的鈾235含量需要提高到3%。最后,需要將濃縮后的鈾制成二氧化鈾陶瓷材料才能最終成為核電站的核燃料。
而這一過程漫長且昂貴,但是比煤、石油會便宜很多。這是因為核電站使用核燃料的方式和火電廠不同。
火電廠需要不斷地向鍋爐中添加燃料,一座百萬千瓦的火電站滿功率運行要吃掉幾千噸煤。然而一座百萬千瓦的壓水堆核電站,每一年半才換一次燃料,每次只換掉幾十噸。
所以從成本方面看,核燃料比煤便宜多了。
核反應堆
其次是核反應堆,
諸如什么二代堆、三代堆以及壓水堆、重水堆等等這樣的名詞,一般的人都會看得暈乎乎。
其實呢,核電的分類大致有兩條路線:第一條路線是根據年代分的,第二條路線是根據堆型來分的,
堆型是指核電站中反應堆的設計類型,它指的是原理上的不同,
比如華龍一號,它是大陸自主知識產權的第三代壓水堆核電站技術。
壓水堆指使用加壓的輕水(普通水)作為冷卻劑和慢化劑,保證水在堆內不會沸騰的核反應堆,反應堆燃料為低濃鈾。
華龍一號到底厲害在哪?
它增加了能動和非能動安全回路,尤其是后者自帶熱量導出系統,自己可以完全不借助外部能源,給反應堆提供72小時的冷卻保障,
也就是說哪怕是遇上日本福島那樣的地震,或是海嘯等自然災害,在沒有外界救援趕到的情況下,它也能保證72小時不“發燒”,
三天三夜啊,這個時間足夠外界制定更長時間的冷卻方案了,
除此之外,華龍1號還有更安全的雙層安全殼,能承受住大型商用客機的撞擊,就算是內部發生了小型的氫爆炸,也不會把放射性物質排放到外界環境中。
可以說在很多方面都打破了國外的壟斷,
每臺“華龍一號”機組裝機容量116萬千瓦,每年清潔發電近100億千瓦時,能夠滿足中等發達國家100萬人口的生產生活年度用電需求,同時對煤炭消耗和二氧化碳的排放也減少了很多,
核電設備
最后是核電設備。
核電站所需要的設備眾多,其中核電站最核心的”心臟“ 就是反應堆中的主泵,它的結構精密,系統復雜,制造難度極大。
據介紹,2008年之前,大陸已建成核電站的主泵均是從國外進口,
當時,大陸沒有一家單位能夠獨立設計并制造主泵,百萬千瓦級主泵的全大陸化更是天方夜譚。
壓力容器一體化上封頭的螺絲孔壞了,找國外人員修一下,不好意思!100萬美元!
而如今“華龍一號”的主泵,經過無數各專業技術人員地協同作戰,依據已有的電站鍛件技術基礎和生產經驗,不斷完善基礎工藝數據,先后攻克了許多工藝上的難關,并完成15大項30余小項的性能考核試驗,最終成為了純大陸的”大陸心”,
大陸核電發展
大陸為什么要發展核電?
最重要的因素就是減排!
隨著工業化的進程,人類不斷向大氣中排放二氧化碳等溫室氣體,導致地球平均氣溫不斷升高,因此減少二氧化碳排放成為了世界各國的重要任務之一。
于是碳中和、碳達峰就成為全球各國的目標,
大陸為了達成這個目標,正在努力縮減煤炭發電的比例,而核電作為一種清潔能源,有著自己獨特的優勢,比如能量密度高,無空氣污染、無碳排放等等。
于是就會看到在東南沿海區域,很多核電站陸續建立起來,比如秦山核電站、大亞灣核電站等等,滿足東南部城市對用電量的需求,
感悟
當然核電也不是完美無瑕的,也有弊端。
主要來源于兩個方面,一個是核廢料,另一個是核泄漏。
對于前者來說,按照放射性的高低,核廢料分為高放和中低放兩類,處理方式各有不同,
比如高放的處理,大陸正在建造一座永久性高放射物質處置庫。
這個處置庫內層采用的是抗輻射材料,外層將用花崗巖體保護,總體設計壽命長達1萬年,能夠儲存100到200年間全大陸生產的核廢料,也就是說,在未來的一兩百年間,大陸核廢料的處理將是十分安全可靠的。
對于后者來說,大陸的核電站在技術層面最大程度上降低了核泄漏的概率,
從設計上來說,安全性挺高,是真的高,
我知道可能有人會拿切爾諾貝利核事故或者福島核事故說事,但大家看看這些核事故的發生過程就知道是怎么回事兒了。
我就拿切爾諾貝利核事故說吧,這個是目前后果最嚴重的,而且反應堆本身存在設計上的缺陷,比如低功率下不穩定,正的空泡效應等等。除此之外,操作人員沒有按照規程操作,從而導致重大的失誤。
所以不管理論上設計出多么安全的反應堆,最終的安全性還是取決于人,
說了這么多,就是想說核電是一個優點和缺點都很明顯的發電方式,還是那句話,只要安全問題能得到有效地解決,對我們來說就是非常好的事情!