中国近年民用核技术取得重大突破
日本福岛核危机在全球范围内引发一场有关如何安全应用核能的讨论。美国《纽约时报》3月24日报道称,中国正在推进一项“其它国家努力想获得却未能成功的”核技术,并正尝试将其应用于一种安全性更高的核反应堆。
报道称,中国正努力研发“球床核反应堆”,在此过程中也在不断推进核技术发展——这些技术正是其他国家努力想获得却未能获得的。报道介绍说,常用核反应堆一般是对水加热,但球床系统却是对气体加热。几十年来,西方工程师一直研究如何通过涡轮将热气直接抽出生成电力。最近南非也试验了这种方法,但由于成本严重超支,这项计划在去年已基本上停止。
报道表示,中国为球床反应堆选用的涡轮与南非的不同,只使用了一种常见的蒸汽涡轮。可能正是因为中国的工程师们“不冒险的精神”,中国才能取得目前的进步。据介绍,球床核反应堆具有一系列的“被动安全”的特点。它的设计可以让堆芯面临意外时能够在不需要人介入的情况下自行冷却,避免堆芯发生熔解。在常用的反应堆中,如果排出的水和燃料棒暴露在反应堆或废弃燃料棒储存池内,就可能发生熔解。但如果是球床反应堆,一旦有事故发生导致其中的氦气逸出也不会有很大安全风险,因为氦放射性极低,而球床则能逐渐自行冷却。
二、中国建世界最高端核电设备 实现核电建设国产化
中广网石家庄消息:首台国产AP1000核电蒸汽发生器今天在哈电集团秦皇岛重型装备有限公司开工制造,投入使用后将使我国核电站的国产化率,由不足一半到完全国产化,代表了我国装备制造的最高水平。
AP1000技术是第三代核电技术,也是目前世界最高水平的核电技术。与全球普遍采用的第二代压水堆核电技术相比,哈电集团秦皇岛重型装备有限公司开工制造的AP1000核电蒸汽发生器使用“非能动”安全系统,具有更高的安全性能。哈电重装党委书记、常务副总经理、核电专家王守革介绍说:“先进就在于他是非能动的,所谓非能动就是现在日本发生的大事故,淹没以后柴油机失灵水打不进去,所以冷却不了,造成堆芯融化。但我们如果要出现这种问题的话,整个堆芯的冷却,靠自重,不要电,不用任何能源,自己就自动的进行了冷却,不会出现此次日本核电站类似的事故,安全性要提高一个数量级。再一个核电站的寿命也提高了,核电站以前是40年的寿命,但我们现在建设的是60年的,对核电产品无论从材料到制造技术的要求上都提高了一大块。”
AP1000核电蒸汽发生器代表着当今世界最高的承压设备制造技术水平,在实现核电站国产化中占据着非常关键的地位。国家能源局能源节约和科学装备司司长李治表示:“标志着AP1000这样国际目前最先进的三代核电三代压水机技术的关键设备在中国开工制造了,目前AP1000蒸发器这个产品在中国所承担的机械制造里面是技术难度最大、最复杂的一个产品,这是典型的高端机械制造,也标志着我们国家机械制造的水平。”
过去,AP1000核电蒸汽发生器的关键技术掌握在法国、美国等发达国家,哈电集团秦皇岛重型装备有限公司通过引进、消化、吸收,突破了多项技术瓶颈,哈电重装党委书记、常务副总经理、核电专家王守革介绍说:“以前我们建设的很多核电站国产化率不到50%,那么我们这个国产化化以后基本上达到100%国产化,就是所有的从原材料到零部件都国产自己生产。”
三、中国开始发展惊人的钍反应堆技术!帮人类大忙
在海啸破坏福岛的铀反应堆并摧毁公众对核能的信念前几周,中国透露它正推出一项竞争性技术,建设一种更安全、更清洁、最终也更便宜的以钍为基础的反应堆。这一事件没有引起公众的关注——除了一些对钍有浓厚兴趣的人——但它可能标志着能源政策的战略领导地位正从缺乏生气、安于现状的西方转向一个愿意打破成规的崛起的技术大国。
如果中国发展钍基反应堆的努力取得成功,将极大地改变全世界的能源版图,并可能避免一场因亚洲的工业革命与西方固有的消费相碰撞而引发的灾难性冲突。
中国科学院说,它已经选择了“钍基熔盐反应堆系统”。这种液态燃料的概念是上世纪60年代美国橡树岭国家实验室的物理学家开创的。中国科学家声称,钍基反应堆产生的有害废料要比铀少得多。该系统也不大容易引发灾难。
美国航天局前工程师、钍专家柯克•索伦森说:“钍反他说:“如果反应堆过热,一个小塞子会熔化,盐会排入一个容器,不需要电脑或日本那种被海啸破坏的电子泵。反应堆会自救。”
“反应堆在大气压力下运转,所以不会发生在日本看到的那种氢气爆炸。不会有辐射释放出来。”
钍是一种有银色光泽的金属,也存在自己的问题,但钍反应堆不会像三里岛、切尔诺贝利和现在的福岛核电站一样容易失控。
哈德斯菲尔德大学教授罗伯特•齐温克西说,钍必须被中子轰击以后才能推动裂变过程。他说:“没有连锁反应,光子束被切断的那一刻裂变就会停止。”
主持英国钍研究团队的齐温克西说,一旦发生危机,反应堆剩余释热也会比铀反应堆少得多。
早在上世纪40年代末,美国物理学家就研究过钍燃料。与铀相比,钍的中子产额更高,裂变率也更高,燃料周期更长,而且没有同位素分离的额外费用。
该计划后来被搁置,因为钍不能产生用于核弹的钚。但钍可以烧掉旧反应堆里的钚和有毒的废料,减少放射毒性并充当生态清洁剂。
中国人将很快在钍技术和熔盐方面处于领先地位。祝他们好运。他们正帮人类一个大忙。我们也许可以平安度过这个世纪,不会因能源不足而彼此攻击并毁掉地球。
四、中国核技术取得重大突破铀利用率提升60倍
我国科学家近日在核研究上取得了重大技术突破,实现了核动力堆中燃烧后的核燃料铀钚材料回收,而如果能够将钚材料在动力堆上实现循环利用,意味着在我国现有核电规模下,我国已经探明的铀资源从大约只能使用50到70年变成了足够用上3000年。 这项技术的专业名称叫“动力堆乏燃料后处理技术”,专家介绍称核电站发电是通过核燃料在核反应堆中发生裂变反应放出能量,和火力发电站要不断加煤一样,当核燃料维持不了一定的功率的时候也需要更换,这些被换下来的核燃料组件就叫做乏燃料,通俗的说,乏燃料类似于火力发电站中的“煤渣”,但是它又绝对不是煤渣,而是大宝贝,因为当年世界的核电技术下核燃料都只燃烧了3%到4%左右,就维持不了额定功率了,而这些核燃料在燃烧过程中还会产生新的核燃料。
这个时候就需要把核燃料进行后处理,也就是通过一些列的化学过程,把核电站没有燃烧完的核燃料和新产生的核燃料提取出来,再把这个燃料制成核电站发点所需要的燃料元件。循环利用的原理听起来简单操作却异常艰难,如何对这些有极强核辐射对人体有致命伤害的元器件进行剪切、分离、提取、提纯等等,每一步都是难题,我国科学家经过24年的钻研反复试验终于突破了全套技术体系。完全是靠咱们国家自己自主设计、自主建造、自主调试、自主研发的设施,最后一次试验制备出了合格的铀产品和钚产品,所以说它是成功了。
在国际上核燃料这个工业里面,我国是极少数几个能够形成核燃料循环的国家之一,因此来说对整个在技术水平科技水平我国将既有话语权,甚至还能起到一定的引导作用。此前法国、英国、俄罗斯、日本、印度等国掌握动力堆乏燃料后处理技术,我国进而成为世界上第8个拥有快堆技术的国家。
快堆技术简介:
快中子反应堆(简称快堆)属于全球第四代核能系统技术的应用,与目前运行及正在建设的第二代、第三代核电站相比,其形成的核燃料闭合式循环,可以使铀资源的利用率提高至60%以上(现有核电站只有1%,也就是提升了60倍)。
由于利用率的提高,相对较贫的铀矿有了开采的价值。就世界范围讲,可采铀资源将因此增加上千倍。以目前探明的天然铀储量推测,快堆的使用可以使铀资源可持续利用3000年以上。(综合科技日报、中国青年报等)
中国实验快堆大事记
1986年863计划实施,开始“快中子增殖堆”课题预研
1995年12月中国实验快堆工程立项
1997年8月中国实验快堆被列为863计划重大项目
2000年5月核岛浇灌第一罐混凝土
2002年8月核岛厂房封顶
2005年8月堆本体安装开始
2007年6月堆内构件安装完成
2007年7月主控室交调
2007年12月完成模拟组件安装
2008年12月全厂安装完成,综合冷调开始
2009年3月堆本体气密性试验完成
2009年4月冷态调试结束,热态调试开始
2009年8月热态调试结束,具备首次装料条件
2010年6月首次装料
2010年7月首次临界
五、中国高温气冷堆核电站示范工程完成开工准备
中新社北京3月17日电 (记者 孙自法)“十一五”期间,中国16个国家科技重大专项之一的“大型先进压水堆及高温气冷堆核电站”获得一系列重要进展:大型先进压水堆联合科研体系基本成型,在山东荣城石岛湾核电厂址建设一座20万千瓦的高温所冷堆核电站示范工程,工程现场已全面完成开工准备,具备浇注第一罐混凝土的施工条件。
在“十一五”国家重大科技成就展上,科研人员介绍说,中国高温气冷堆的功率密度是压水堆的1/30,产生100万千瓦核裂变能的压水堆反应堆堆芯体积约30立方米,而高温气冷堆的堆芯体积是900立方米,这等于把一个百万千瓦大反应堆分成10个10万千瓦的小模块以增加表面散热面积,可确保在没有冷却剂冷却条件下反应堆能自动散热,燃料元件不会损坏。高温气冷堆这种安全特性被国际上称为不会熔化的反应堆,可满足第四代核能系统安标准,从而能够避免日本福岛核电站类似事故的发生。
中国高温气冷堆核电站研发目标是以已建成运行的10兆瓦高温气冷实验堆为基础,攻克高温气冷堆工业放大与工程实验验证技术、高性能燃料元件批量制备技术,建成具有自主知识产权的20万千瓦级模块式高温气冷堆商业化示范电站。目前,高温气冷堆示范工程主设备采购已全面完成,均在核电设备制造质量管理体系监督下进行制造,设备国产化率超过75%,为中国发展第四代核电技术奠定了基础。
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