中国在山东建了一座核电站连美国都罕见夸奖内行

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中国在山东荣成建设了全球首座第四代核电站,正式投入商业运行,彻底解决了核电站安全问题。因为建得太好了,连鹰酱家媒体和专家都直呼内行,罕见夸奖说:这种安全的反应堆是一个真实的神话,是目前世界上最安全的核电装置。
估计就有人要问了,第四代核电技术到底是个啥?
话说人类文明的本质就是:烧开水。而核电站就是在花式烧开水。
这过程大概是这样的,堆芯核燃料,裂变反应,产生大量热,然后加热水蒸气,带动涡轮进行发电。在这个过程中,前期导热,后期堆芯冷却,都要用到水,所以核电站就必须建设在江河湖海旁边,还会产生很多核废水和核废料。
不过,这并不是最大的隐患。如果一座核电站出现故障,由于核反应并不能立马停止,会源源不断产热,堆芯温度急剧升高,会导致反应堆会被融化掉,同时产生氢气,导致爆炸,造成核泄漏,福岛核事故和切尔诺贝利核事故就是如此。
前三代核电站,都无法从根本上解决这个安全问题。在核电行业有一句特别出名的话:任何一个核电站事故,都是所有核电站的事故。福岛核事故之后,多个国家叫停了核电项目,全球核电行业进入凛冬。
可是放眼未来,核电又是必不可少的。要实现碳中和,无论风电、水电,还是光电都有同一个致命问题:不稳定。环境和季节影响太大,而电网经不起巨大的波动,这样会对电网造成巨大损害。之前依靠的是传统的火电发电,但由于污染问题,火电终究是要渐渐淡出历史舞台。那未来要靠什么来稳定供电呢?
现在看来,核电可能是最适合的。但前提是解决那个最关键的安全问题。那有没有什么办法呢?
答案是:有的。为了彻底解决核电站的安全问题,早在2000年,美国就曾拉着10多个国家开了会,提出了6条技术路线,分别是:熔盐堆、高温气冷堆、超临界压水堆、气冷快堆、铅冷快堆、钠冷快堆。
时至今日,按照公开的信息来看,我国已经完成了2条技术路线的攻关。一个是熔盐堆、一个是高温气冷堆。这次投入商业运行的核电站就采用了高温气冷堆技术,而且是我国完全自主知识产权建设的。
那这座核反应堆是如何解决核电安全问题的呢?
主要采取了2个设计。首先就是小型模块化,把以前一整个大反应堆,拆成许多个小反应堆。以前传统的核电站都很大,功率也非常大,一旦出现故障,余热散不掉,就很容易发生核泄漏。现在拆成小反应堆,功率密度就降到了之前的1/30,每个小堆散热的压力也就小得多了,更容易把热散出去。但这还没办法完全解决安全问题。
所以,就需要配合第二种设计:把堆芯里的核燃料也小型化。具体来说就是,用四层陶瓷材料包裹着颗粒状的核燃料,形成一个直径0.9毫米的陶瓷核燃料颗粒。然后再把12000个这样的陶瓷核燃料颗粒装在直径只有6厘米的石墨球当中,这个石墨球内还参杂基体石墨粉,石墨可以起到核反应慢化剂的作用。那这么做有什么用呢?
石墨和陶瓷都非常耐高温,1650℃的高温条件下,仍能有效阻挡放射性的泄露。如果高温气冷堆发生故障,石墨球和陶瓷核燃料颗粒的温度都不可能达到1650℃,所以即便是在外界不干扰的情况下,堆芯不会熔毁,确保不会发生核泄漏,彻底解决了核电站安全问题。
不仅如此,我国自主研制的钍基熔盐堆,也具备了在外界不干扰的情况下,让核反应停止,确保反应堆安全的性能,根据江南造船厂发布全球最大核动力集装箱船船型的船型设计, 钍基熔盐堆还会小型化,作为舰船的“心脏”。所以,这两种堆型,势必将会成为未来我国核电的主力堆型之一,成为我国实现碳中和的一块重要拼图。
话说回来,山东荣成的这款第四代高温气冷堆,还有不少特殊的性能。它并不像传统核电站那样采用“水”作为冷却剂,而是用氦气作为冷却剂。氮气化学性质稳定,高温下不容易发生反应。这就使得反应堆堆芯的出口温度可以做得很高,现在已经可以做到750℃,未来进一步提搞到900-1000℃,问题也不大。那这有什么用呢?
如果你仔细查一下,一般会告诉你,高温蒸汽可以用于热电联产、稠油热采、化工和冶金。而我这里要着重强调一个特别重要的功能:核能绿色制氢。我们都知道,未来汽车到底使用什么燃料,有很多技术路线,除了传统的锂电池,用氢气作为燃料,燃烧后只剩下水,可以说是很完美的技术路径。日本一直在推广这个路径,但始终没有成功。一个很重要的原因就是:氢气的制备很不绿色,成本特别高,排碳也不低。
而现在如果能用核能大规模绿色制备氢气,这不仅成本完全可控,且没有任何碳排放,一旦推广成功,未来也可以大力发展起氢能汽车,同时氢能的生产还完全攥在了我们的手里,堪比卖石油。
当然,第四代核电技术不仅有这些好处,我们还可以核电出海。之前冷战时期,美国就曾经用核电技术,来换取一些国家远离苏联。现在我们可以用核电技术出海,来和更多的国家展开更加亲密的经济往来,产生更多的经济效益。


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