不要再羨慕日本了,中國核電技術(shù)突破了瓶頸,連美歐都做不到

?圖為中國高溫氣冷球床反應(yīng)堆
核電站中國的核電事業(yè)發(fā)展非常迅速,而最近中國核電技術(shù)成功突破瓶頸,自主研發(fā)的全球第1款第4代核反應(yīng)堆高溫氣冷球床反應(yīng)堆成功并網(wǎng)發(fā)電,這款反應(yīng)堆的最大特點就是安全性大幅提升,從原理上避免了堆芯熔毀等嚴重反應(yīng)堆事故發(fā)生的可能,就連美歐等國都做不到,此前日本在這一領(lǐng)域內(nèi)的實力最強大,而如今看來中國不需要羨慕日本了。高溫氣冷球床反應(yīng)堆:亦稱卵石床反應(yīng)堆,是一種先進的反應(yīng)堆設(shè)計,使用惰性氣體或接近惰性氣體,如氦氣作為冷卻劑,在高溫下直接推動渦輪引擎。?

圖為中國高溫氣冷球床反應(yīng)堆模型
為了解決能源緊缺的問題,包括中國在內(nèi)的全球很多國家都建設(shè)了自己的核電站,但是傳統(tǒng)核電站存在一個嚴重缺陷,那就是它們使用的核反應(yīng)堆難以避免出現(xiàn)放射性物質(zhì)泄漏或堆芯熔毀等嚴重事故,雖然為了保證安全性,各國設(shè)計師都為本國的反應(yīng)堆使用了大量的安全性設(shè)計,但在實際運行過程中,由于核電站工程師的個人失誤,這些安全設(shè)計并非每次都能發(fā)揮作用,最終總會導(dǎo)致嚴重核事故發(fā)生,比如蘇聯(lián)的切爾諾貝利核事故和日本的福島核事故,都是由于工程師的人為疏忽引發(fā)的,要想徹底杜絕這類事故發(fā)生的可能,就必須從根本原理上改變現(xiàn)有反應(yīng)堆的設(shè)計。

?圖為中國反應(yīng)堆堆芯
?而這次中國研發(fā)的高溫氣冷球床反應(yīng)堆,就是一款從根本原理上改變了設(shè)計,徹底杜絕了堆芯熔毀事故發(fā)生可能性的先進反應(yīng)堆,這款反應(yīng)堆的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)反應(yīng)堆大不相同,傳統(tǒng)反應(yīng)堆通常把核燃料制作成一根根細長的燃料棒,將它們固定在支架內(nèi)并插入控制棒,通過控制棒插入堆芯深度的多少控制核反應(yīng)的速率,而中國的這款反應(yīng)堆則把核燃料制作成了一個個網(wǎng)球大小的小球,每個小球的外殼都是用堅固的多層材料制成的。工作時中國這款反應(yīng)堆會把核燃料小球從燃料罐中放入堆芯,堆芯內(nèi)安裝有特殊的隔板,通過移動隔板控制核燃料小球聚集的密集程度控制反應(yīng)的速率,核反應(yīng)產(chǎn)生的熱量會被氦氣導(dǎo)出反應(yīng)堆外,加熱外界的水產(chǎn)生蒸汽并發(fā)電,因為被包裹在自己的小球里,單個小球的外殼破裂也只會把少量燃料釋放,不會造成大規(guī)模的污染,一旦發(fā)生反應(yīng)速率意外增加等事故,只需要快速放平隔板并打開安全閥,所有燃料小球就都會被導(dǎo)入反應(yīng)堆堆芯下的安全區(qū)停止反應(yīng)并冷卻。?

圖為中國高溫氣冷球床反應(yīng)堆模型
這種設(shè)計從根本原理上保證了反應(yīng)堆的安全性,讓它不可能發(fā)生堆芯熔毀等惡劣事故,最多只會出現(xiàn)幾個核燃料小球外殼破裂的事故,而中國還在這種反應(yīng)堆外部建設(shè)了一個厚達兩米的鋼筋混凝土安全殼,如此規(guī)模的污染根本不可能突破安全殼散布到外界,因此這種反應(yīng)堆是目前全球安全性最高的反應(yīng)堆,連續(xù)運行幾千萬年才可能出現(xiàn)一次事故,也是被各國公認為領(lǐng)先于現(xiàn)有反應(yīng)堆一代的全球唯一一款第4代反應(yīng)堆。如今中國科學(xué)團隊正在利用已經(jīng)并網(wǎng)發(fā)電的這個球床反應(yīng)堆進行更多試驗,進一步完善它的技術(shù),或許不久之后中國就會在全國各地建設(shè)使用這種新型核反應(yīng)堆的核電站,讓全國人民都能享受到核電帶來的便捷。