中国工程院院士带你了解看似遥远的“核电”
- 2016/12/29 13:14:30 24897
- 来源：中国核电信息网
“集体集体集集体，日新日新日日新。”报告会尾声时，投影仪上显示出这样一行文字。胡思得介绍说，1984年，理论设计荣获国家自然科学奖一等奖，大家公推彭桓武院士名列，当把领回来的奖章和奖牌给他时，他坚决不收，要放在办公室，还写了上述这副对联。“所以，在攻关科研高地时，集体的力量是伟大的。”
核能有巨大的发展前景
当前，中国煤炭消费量占据了煤炭消费量的一半。2010年的数据显示，全年煤炭消费总量为32亿吨，其中电力行业耗煤为17亿吨，占比超50%。预计2011年，煤炭产量将超过35亿吨，在以煤为主的资源型消耗中二氧化碳的排放方面的环保压力;资源在西、市场在东的运输压力等，而太阳能、风能、生物能等新能源开发始终不能突破技术瓶颈，使用成本过高。在未来很长一段时间内不具备成为主力能源的条件，大家都渴望一个新型又清洁的能源能够大面积推广。
“中国能源发展就靠两条：一是清洁煤，二是核能。清洁煤发展还不成熟，所以就能解决问题的来说，只有核能。从资源禀性、能源利用率上来说，核能发展前景大。”陈念念说。
但是随着核电发展战略地位的迅速提升，使核燃料以及核燃料加工设备等相关领域需求骤增，供需矛盾非常明显。陈念念表示，我国核电发展很麻烦，需要很庞大的系统来保证安全，它不像石油燃烧变成气，煤炭燃烧变成煤渣，核电的后顾之忧有很多，当前我国核燃料产业整体还处于初级阶段，在5个核大国中生产能力仅占3%~5%。但是能确定核能是现阶段我国应发展的较理想的过渡能源，我国已确定了加速发展核能的能源方针，今后相当长的一段时间内，核电占我国总发电能力的比例将逐步增加，核电对促进我国国民经济发展将起到越来越大的作用。
当今核能源开发很安全
日本福岛核电站的灾难性事故令很多人对核电站望而却步，并且在引发恐慌。除了大规模争论核电的安全性之外，更为实质性的举动也在扩散。2011年5月30日，德国总理默克尔宣布，将在2015~2022年之间关闭为该国提供约28%电力的18所核电厂，转投再生能源领域。德国工业制造巨头西门子公司也响应政府的表态，计划退出核工业领域，核电占比总发电量超过50%的比利时也随后宣布，阶段性废除核电站。
2000年之后，中国核电建设迎来了政策上的转机从“适度发展”变为“积极推进”。2007年11月，国务院批准了《核电中长期发展规划(2005～2020年)》，并明确提出，“到2020年，中国核电运行装机容量争取达到4000万千瓦，在建1800万千瓦”。
其中核电站发电过程控制也已成熟。陈念念介绍，铀燃料通过核分裂产生热量。大的铀原子分裂成更小的原子，这样就产生热量及中子。当中子撞击另外一个铀原子时，再次触发分裂，产生更多的中子并一直继续下去。这就是核裂变的链式反应。而现在的情况是，当一堆燃料棒凑在一起时就会很快导致过热，在45分钟后就会导致燃料棒融化。但是值得指出的是，在核反应堆内的燃料棒是不可能导致像是相当困难的。
为了控制链式反应的发生，反应堆操作员会用到“控制棒”。控制棒可以吸收中子，从而瞬间停止链式反应。一个核反应堆是这样设计的：当一切正常运转时，不会用到任何控制棒。冷却水会在核心产生热量的同时带走热量，并且在常规的250℃的运转温度下还有许多余地。
而挑战在于将控制棒插入并停止链式反应后，核心依然在产生热量。虽然铀元素的链式反应已经停止，但是在铀元素的核裂变过程中会产生一些具有放射性的副产品，比如铯和碘同位素。这些元素的放射性同位素会终衰变为更小的原子，然后失去放射性。在这些元素的衰变过程中，也会产生热量。因为它们不会再从铀元素中产生，所以它们的数量会越来越少，在衰变的过程中，大约几天时间内，核心就会终冷却下来。
目前让人头痛的就是这些余热，所以操作员们只能退到“纵深防御”中更进一层。但是此时重要的任务是控制住核心持续升温，并且确保层护罩及第二层护罩能够保持完整并尽可能多工作一段时间，从而让工程师们能够有足够的时间修好冷却系统。因为让核心冷却是那么重要的事情，所以反应堆内实际上有多个冷却系统。
“现在的奥拓在某些配备方面比40年前的奔驰强。就安全技术而言，现在的低档车也都配备了气囊、ABS等技术，40年前，再好的车也没有这些东西，设计理念没到这儿。而且如今我们的技术更加成熟，核电的发展已经可以放心使用。”陈念念说。
人物介绍：
陈念念，核材料与核燃料专家。1941年1月出生于上海，1964年毕业于清华大学工程物理系同位素分离专业。曾任中国核工业集团公司核工业理化工程研究院院长，现任中国核工业集团公司专家委员会副主任，核工业理化工程研究院科技委主任，中国核学会常务理事、研究员。2005年当选为中国工程院院士。
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