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重磅长文│核能是人类解决能源问题的唯一出路

发布时间:2017-2-22 10:14    来自: 麻省理工科技评论

 

编者按:2011年3月发生的日本福岛第一核电站事故,是自1986年切尔诺贝利核电站事故以来最严重的核事故,因为此次事故也导致了全世界范围内的大规模核电项目喊停,有些国家如德国干脆停止了所有的核电,现有核电站运行到反应堆停止为止。一时间颇有点“谈核色变”的味道,然而还有很多人依旧看好核电的前景,比尔?盖茨就在其列,他与Terrapower公司合作,认为行波堆(TWR)将会成为人类“能源奇迹”。

去年九月,中国核工业集团公司与Terrapower公司签署了行波堆合作文件,也加入了TWR的研发行列。虽然最近,人类历史上最大的核项目也受到直接的质疑,深科技的小编们查阅了不同的文献,走访了一些专业人士之后,仍然有一种这样的感觉——核能其实很安全,甚至可能是人类解决能源问题的唯一出路。

首先要说明的是反应堆并不是核武器,这个是由燃料的富集度决定的,武器级的铀里面铀-235的富集度高达90%,因此可以这么比喻:如果核弹是酒精,反应堆则是啤酒,啤酒是怎么也点不着的。

其次,第三代的核电技术本身的安全性已经非常高,因为负反馈和备用冷却装置的问题已经解决得很好,第四代的初衷并不是提高安全性,而是提高经济效益并且减少核废料的产生。

关于福岛事故其实原因还在根本设计上面,当时的问题是出在备用电站的设计不合理,直接被淹而失去作用,这样冷却系统无法启动以排出反应堆的余热,最终导致堆芯熔化,造成核泄漏。

核安全目前最让人担心的问题反而是堆积如山的高放射性核废料,因为获得难度比高浓度铀低得多,万一被用于恐怖活动,后果将不堪设想。

而我国的核电事业正处在上升趋势,然而很遗憾的是目前没有一个核电反应堆的燃料棒是“中国制造”的,我们衷心希望看到国家投入的巨大资金里,能有一部分落实到这个方面的研发中去,在包壳材料上不再依赖于从美国,德国,法国或者其他国家的进口。

 

关于核能,能直接给出的答案

长篇的名词解释和背景介绍无论写的多有趣都会让人昏昏欲睡,所以我们就在这里直接给出我们就几个核心问题得出的结论,然后再来讨论一系列的为什么。

1. 核能到底有没有前途?

不仅是有,而且前途很光明。目前几乎所有的新能源(太阳能、风能等)都面临同样的问题:极低的“发电量/占地面积”比值、发电有间歇性和电池储电能力不足。而后面两个硬伤决定了新能源几乎不可能完全取代传统的火电。在这种情况下使用超高效燃料铀(理论上1kg铀可以放出3000吨煤的能量)的核电是目前唯一可能成为“新火电”的发电方式。

2. 核电站到底安全么?

这个问题其实可以和坐飞机安不安全做类比。全球400多座核电站在过去的半个多世纪里只发生过两次严重的事故,这个频率相较于火电是非常低的,如同飞机一样,虽然事故率是所有交通工具中最低的,但是每次坐的时候仍然诚惶诚恐,所谓一般不会出事,一出便是大事。所以核电站总体而言是安全的,但是我们要让它变得更加安全。

3. 核能的发展方向在哪里?

就目前现有的核裂变(nuclear fission)发电来说主要两个方面:

增加效率:这个效率包括燃料利用率和经济效益,但是总体来说,所有效率的提高都是一致的,而关键就在于两点:提高燃料的燃耗与降低燃料的富集度要求。在这一点上,行波堆或者与其类似的快中子增值反应堆能很好得解决这个问题。

增加安全性:这里也是两点:一是建立反应堆的可靠负反馈,二是保障在反应堆停止后散去余热。

而对于核能史上第一大项目——ITER(国际热核聚变实验反应堆),小编们都觉得不太靠谱,核聚变(nuclear fusion)发电虽然听起来诱人,但是离我们还非常遥远。

结论展示完毕,原因会在后面一一列出,欢迎大牛们拍砖。

 


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