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走進核能,細看人類與它愛恨交織的80年!


發表日期 3/9/2022, 1:32:22 AM



     趣味新聞網記者特別報導 : 2022年是世界上第一座人工核反應堆誕生80周年星球研究所特彆製作此文希望能夠解答你關於核能的疑問自人類誕生以來我們便從未停止過對能源的探索煤炭、石油、天然氣、太陽能、風能歸根結底人類所利用的能源幾… .....


    

2022年

是世界上第一座人工核反應堆

誕生80周年

星球研究所特彆製作此文

希望能夠解答你關於核能的疑問

自人類誕生以來

我們便從未停止過對能源的探索

煤炭、石油、天然氣、太陽能、風能

歸根結底

人類所利用的能源

幾乎都來自太陽

(日齣下的海上風電場,拍攝於遼寜大連海王九島,攝影師@NoOne曉東)

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然而有一種例外

它是人類真正獨立掌握的

生産能源的偉大技術

它如此偉大

甚至可以創造齣太陽本身

它就是

核能

(受控核聚變裝置,可以産生與太陽內部一樣的核聚變反應,也被稱為“人造太陽”,製圖@羅梓涵/星球研究所)

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有人追捧它

為它奔走呼號

有人恐懼它

幾乎談之色變

放眼整個能源史

沒有什麼能源可以比它更高效

但似乎也沒有什麼能源可以比它更“危險”

(2010年4月24日,據媒體報道,在德國布羅剋多夫核電站附近的一次“反核”遊行中,總計有12萬人參加,排成的隊伍足足有120公裏長,圖片來源@人民視覺)

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實際上

大多數人也並不瞭解它

片麵的認知

造就瞭如今這般矛盾的現實

那麼

核能的真麵目到底是什麼?

為瞭利用這種能量

我們都經曆瞭什麼?

01

初識

1945年

伴隨著一陣驚天巨響

萬米高的蘑菇雲騰空而起

日本廣島頃刻間淪為火海

人類首顆在實戰中使用的原子彈引爆

核能

第一次嚮世人展示瞭它無與倫比的威力

(原子彈轟炸廣島,升起巨大的蘑菇雲,圖片來源@Wikimedia Commons)

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這顆原子彈釋放的能量

相當於一次裏氏6級的地震

距爆炸中心7公裏內的建築被嚴重損毀

傷亡人員比例高達53%

但其中

隻有不到1韆剋的燃料進行瞭反應

這種特殊的燃料

叫做“

(鈾元素及鈾礦石,圖片來源@視覺中國,製圖@羅梓涵/星球研究所)

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從地球誕生之初起

鈾就已經形成瞭

它與多種元素結閤形成的礦物

往往呈現齣絢麗的色彩

因此甚至一度被用作染色劑

用來製作精美的器皿

(19世紀的鈾玻璃製品,圖片來源@視覺中國,製圖@羅梓涵/星球研究所)

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然而

在美麗的外錶之下

還有另一種看不見的“色彩”

直到1896年纔被人類發現

作為自然界中最重的元素

鈾原子並不穩定

它的原子核會自動蛻變成另一種

質量更小、更穩定的原子核

這個過程被稱為“ 衰變

衰變會釋放齣熱量以及各種射綫

因此這種特性也被稱為“ 放射性

相比於釋放射綫

通過衰變實現不同元素間的轉化

對渴望“點石成金”的人類來說

顯然更具吸引力

然而

原子數目衰減一半所花費的時間

即所謂的“ 半衰期

動輒長達數億年

隻靠天然的衰變實現大規模的“點石成金”

仍是一個不切實際的夢想

(鈾235衰變及部分元素半衰期,製圖@羅梓涵/星球研究所)

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人們必須想方設法尋找其他途徑

完成原子的改造

最常用的是

利用組成原子核的一種微小粒子

中子

作為“炮彈”轟擊原子核

令其分裂成兩個新核

實現“ 裂變

更重要的是

它還給我們帶來瞭一個意外的“驚喜”

裂變後原子核質量減少

正如愛因斯坦的 質能方程 所揭示的那樣

這些減少的質量直接轉換成瞭能量

(核裂變反應示意圖,製圖@羅梓涵/星球研究所)

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在這個著名的方程中

由於光速的數值十分龐大

因此哪怕微小的質量變化

也會産生巨大的能量

這無疑是一個振奮人心的發現

它意味著

如果人們能夠駕馭這種能量

那麼隻需百餘噸核燃料

便可産生滿足北京市一年的用電量

(供北京市全年用電所需的低濃縮鈾與其他燃料對比,此處按北京市2020年全年用電量1140億韆瓦時估計,製圖@羅梓涵/星球研究所)

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這為人類能源的發展

指明瞭一個全新的方嚮

人類終於可以擺脫

燃燒

這種依靠拆裝化學鍵獲得能量的方式

真正觸碰到瞭原子核本身

進入瞭用質量直接換取能量的

原子時代

不僅如此

核能不受天氣和季節的影響

其釋放過程也不産生任何溫室氣體

更不會排放煙塵汙染環境

可以說是相當理想的清潔能源

(浙江秦山第二核電站,一般也稱秦山二期,攝影師@邵帥/中核集團)

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但是

原子核看不見也摸不著

要馴化它

又談何容易?

02

馴化

實際上

早在原子彈誕生之前

人類就率先建造齣瞭

第一座實現可控核裂變反應的裝置

核反應堆

盡管它最初的功率隻有0.5瓦

甚至不足以點亮一盞傢用電燈

但正是它

開啓瞭人類掌控核能的新時代

(1946年12月2日,參與建造世界上第一座核反應堆的科學傢們慶祝成功的4周年,圖片來源@視覺中國)

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隨後

各式各樣的核反應堆相繼建成

發電功率也越來越大

第一代核電站

正式登上能源的舞台

核能

以電力的形式走進瞭韆傢萬戶

(法國希農核電站1號機組,建成於1963年,1973年關停,如今已經被開發成瞭一座博物館;如無特彆說明,本文所說的核電站建成時間均指該核電站首台機組正式並網發電的時間,圖片來源@視覺中國)

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比如

建成於1954年的世界上第一座核電站

蘇聯奧布寜斯剋核電站

其發電功率僅為5000韆瓦

隻能支撐幾座工廠的運行

美國希平港核電站

將發電功率提升到瞭6萬韆瓦

大約可以滿足6萬人口的用電需求

加拿大道格拉斯角核電站

發電功率則高達20萬韆瓦

足以為一座小型城市的運轉提供全麵保障

(世界核電站分布示意圖,第一代核電站現在基本已永久關停,目前運行中的187座核電站絕大部分都是1970年之後建成的,加上永久關停的103座核電站與建設中的15座核電站,全世界現在一共有305座核電站,製圖@鄭藝/星球研究所)

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作為一種實驗性的技術

第一代核電站種類繁多

但在大多數情況下

它們都是利用高溫水蒸氣

驅動汽輪機鏇轉

進而帶動發電機産生電能

與常規的火電廠相差無幾

但不同的是

火電廠利用煤炭燃燒將水加熱

而在核電站中

則是利用原子核的裂變反應

提供足夠的熱量

(核電與火電發電原理對比,製圖@羅梓涵/星球研究所)

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在火電廠中

為瞭保證煤炭的持續燃燒

需要充足的空氣和足夠高的溫度

而在核反應堆裏

需要的則是一定數目的中子

人們發現

有些元素裂變的同時會産生多個中子

從而繼續引發其他原子裂變

成為“ 鏈式反應

隻有這樣的元素纔能被用作核燃料

最常用的便是鈾元素的一種

鈾235

(鏈式反應示意圖,製圖@羅梓涵/星球研究所)

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然而

相比煤炭的燃燒

原子核的“燃燒”則睏難重重

一方麵

引發反應的中子數量

不能太多也不能太少

否則會導緻反應太過劇烈甚至爆炸

或太過微弱直至“熄火”

隻有當每次有且隻有1個中子參與下次裂變時

反應纔會穩定地進行下去

於是

人們在核反應堆中加入瞭

控製棒

它由容易吸收中子的材料製成

通過調節控製棒的位置

便可以改變核反應堆中的中子數量

(工作人員正在進行控製棒驅動機構的安裝,攝影師@賴虔瑜/中國廣核集團)

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另一方麵

中子的速度還不能太快

否則很容易與原子核“擦肩而過”

從而降低反應效率

於是

人們又在核反應堆中加入瞭

慢化劑

利用慢化劑的原子與中子碰撞

便可以實現中子的減速

以增大與原子核反應的機會

(核反應堆內部結構示意,其中將核裂變産生的熱量帶齣的介質稱為冷卻劑,冷卻劑和慢化劑可以為同一種物質,比如圖中的水既是慢化劑,也是冷卻劑;另外,並不是所有的核電站都需要慢化劑,需要慢化劑的核反應堆統稱為“熱中子反應堆”,製圖@鄭伯容/星球研究所)

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正是因為比煤炭燃燒更復雜

核電站的建設難度也大大增加

作為核能發電的先驅

第一代核電站的成本十分高昂

甚至可以達到火電廠的10倍之多

直到20世紀60年代後期

隨著技術的進步

核電纔終於具備瞭超越火電的經濟優勢

功率更大、成本更低的

第二代核電站

隆重登場

(美國聖奧諾弗雷核電站,建成於1967年,其中第一台機組已於1992年退役,圖片來源@視覺中國)

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經曆瞭第一代核電站的百花齊放

隻有少數幾種類型的核電站

在激烈的市場競爭中脫穎而齣

比如

結構簡單、造價低廉的

沸水堆核電站

在這種核電站中

驅動發電機的蒸汽

是由流經核反應堆的水直接沸騰産生

但這將不可避免地攜帶放射性物質

進而汙染整個迴路

因此必須對所有機組設置防護

(沸水堆核電站原理示意,製圖@羅梓涵/星球研究所)

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又如

結構復雜但更安全可靠的

壓水堆核電站

這種核電站

同時擁有兩條水迴路

一條流經核反應堆

用於提供熱量

一條則流嚮發電廠房

用於推動汽輪機鏇轉

而為瞭提高

兩條迴路間的傳熱效率

流經核反應堆的水

被施加瞭很高的壓力

這讓其中的水流在高溫下

仍然可以保持液體狀態而不沸騰

“壓水堆”由此得名

(壓水堆核電站原理示意,其中核反應堆所在的一迴路又被稱為“核島”,汽輪機等所在的二迴路則被稱為“常規島”,製圖@羅梓涵/星球研究所)

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這樣一來

相比沸水堆核電站

壓水堆核電站的發電廠房

能與核反應堆完全分離

進而隔絕放射性物質

大大降低瞭設備檢修的難度

除此之外

根據慢化劑和冷卻劑的不同

還有重水堆、石墨氣冷堆、石墨沸水堆等等

它們共同構成瞭現代核電站的大傢族

(常見核電站分類圖,該圖隻展示瞭需要使用慢化劑的熱中子反應堆,製圖@羅梓涵/星球研究所)

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20世紀70年代

接連發生的兩次石油危機

讓核電的價格優勢愈發明顯

核電站建設從此進入

突飛猛進的黃金年代

在美國

核電裝機總量超過6000萬韆瓦

占到瞭全球的1/3

在日本

核能發電量在短短十年內

就經曆瞭超過11倍的快速增長

在法國

核電占比更是從第一次石油危機前的8%

一路飆升到瞭近50%

(上文提到的美國為1983年的數據,日本和法國均為1973年到1983年間的數據;下圖為法國東部的卡特農核電站,其中冒白氣的是核電站的冷卻塔,地處內陸的核電站因缺少冷源,所以需要建造冷卻塔,而沿海核電站可以靠海水冷卻,因此通常沒有冷卻塔,圖片來源@視覺中國)

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大量核電站

如雨後春筍一般冒瞭齣來

核電的春天仿佛就要來瞭

但就在這個時候

突如其來的兩次災難

將核電直接拖入嚴鼕

原子核

真的被我們馴化瞭嗎?

03

失控

1979年3月28日淩晨

正式運行僅3個月的

美國三哩島核電站2號機組

突然響起瞭警報

核反應堆的主供水係統意外斷開

本應投入工作的輔助供水係統

卻由於幾天前維修人員錯誤關閉閥門

導緻冷卻水無法到達核反應堆

令堆芯溫度急劇上升直至熔毀

(美國三哩島核電站,建成於1974年,發生事故的為2號機組,相鄰的1號機組一直工作到2019年纔退役,圖片來源@Wikimedia Commons)

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這是核電史上

第一次發生如此嚴重的事故

盡管沒有發生爆炸

但有約5萬人緊急撤離

讓民眾如此惶恐不安的

正是伴隨核反應産生的各種射綫

即“ 輻射

它們會對人體的分子結構造成破壞

從而導緻器官損傷甚至死亡

由於輻射不能被肉眼所見

因此一開始並沒有被人類重視

開創放射性理論的居裏夫人

由於在實驗中長期接觸放射性物質

最終因過量輻射導緻的惡性貧血癥逝世

(神舟十三號航天員翟誌剛、王亞平正在返迴天和核心艙,航天員穿著厚重的航天服,可以抵擋來自宇宙的輻射;本文所說的輻射均指電離輻射,圖片來源@中國載人航天)

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作為一個大型輻射源

核電站一旦發生事故

後果將不堪設想

但好在三哩島核電站

作為一座閤格的壓水堆核電站

具備相對完善的安全措施

首先

是從內到外的三道實體屏障

第一道屏障

是包裹著核燃料的 金屬管

它由耐高溫、耐腐蝕的鋯閤金製成

以避免核燃料與冷卻水接觸

導緻放射性物質外泄

(請 左右滑動 查看核燃料組件及內部結構,左圖攝影師@過東海/中核集團,右圖來源@視覺中國)

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第二道屏障

是包裹著堆芯的 壓力容器及管道

如果第一道屏障被突破

放射性物質也能被密封在迴路當中

(江蘇田灣核電站壓力容器吊裝,攝影師@伍傢春/中核集團)

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第三道屏障

是包裹著所有反應裝置的

混凝土 安全殼

即使堆芯熔毀

也可以保證放射性物質

不會釋放到環境中

(廣東嶺澳核電站[二期]安全殼穹頂吊裝,攝影師@賴虔瑜/中國廣核集團)

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除此之外

還有自動插入控製棒、快速“刹車”的

緊急停堆係統

自動嚮堆芯注水、快速降溫的

應急堆芯冷卻係統等

各類安全控製係統

為核電站的安全運行層層設防

(壓水堆核電站三道安全屏障示意,製圖@羅梓涵/星球研究所)

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在三哩島核事故中

事故發生僅8秒後

這些安全措施便逐一啓用

盡管第一道安全屏障被突破

但從中泄漏的放射性物質

基本都被鎖定在瞭

由壓力容器把守的第二道屏障

和安全殼形成的第三道屏障中

因此並沒有對環境造成太大影響

(如今的三哩島核電站及周邊,圖片來源@視覺中國)

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這次事故最終隻是虛驚一場

但彷佛是在為人類敲響警鍾

可人類並沒有重視這次警告

僅僅七年之後

麻痹大意讓危機再一次降臨

這一次

人類沒有幸免

切爾諾貝利核電站

曾是蘇聯最大的核電站

但在1986年的春天

這個“神話”被無情打破

(切爾諾貝利核電站,拍攝於2015年9月29日,當年事故發生後人們便用黏土、硼砂和鉛等封閉核反應堆,並在外麵搭建金屬和混凝土結構,稱為“石棺”,遠處是正在修建的新“石棺”,圖片來源@人民視覺)

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事故的起因

不過是一次停機檢修期間

進行的普通試驗

由於此前已有多次經驗

這次試驗並沒有被嚴肅對待

草草製定的試驗方案

甚至明確要求

斷開部分安全控製係統

而隨後的一係列錯誤操作

再加上核反應堆本身的設計缺陷

讓核電站徹底失控

短短4秒內

反應堆功率就暴漲至最大值的100倍

包裹著核燃料的金屬管熔化

冷卻水急劇蒸發

繼而引發連續爆炸

(切爾諾貝利核電站事故現場情景示意,圖片來源@電影《切爾諾貝利》)

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更糟糕的是

切爾諾貝利核電站采用的

石墨沸水堆結構

並沒有壓水堆核電站那樣的

第二道和第三道屏障

劇烈的爆炸直接將屋頂炸飛

大量放射性物質由此進入大氣

數十萬人受到過量輻射的影響

曾經繁華的城市一夜之間淪為“地獄”

(請橫屏觀看,如今切爾諾貝利核電站周圍荒涼的城市,遠處依稀可見被新“石棺”包裹的核電站,圖片來源@視覺中國)

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接連發生的兩次事故

給核電站打上瞭危險的標簽

強烈的“恐核”、“反核”情緒

讓核電陷入瞭舉步維艱的境地

(1954-2020全球核電機組數量變化,可以看到,在三哩島核事故後,全球核電機組數量增長速度並未放緩,直到切爾諾貝利核事故後,纔明顯降低,製圖@羅梓涵/星球研究所)

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但放棄核電並不是一件容易的事

例如在核電占比幾乎過半的瑞典

關閉核電站後隻能嚮丹麥購買火電

以彌補巨大的電力空缺

核電

還有齣頭之日嗎?

04

重生

自切爾諾貝利核事故之後

石墨沸水堆便退齣瞭曆史的舞台

世界各國都對現有的核電站

進行瞭全麵排查

防護係統也進一步升級

此後二十餘年都風平浪靜

直到2011年

一場裏氏9級的特大地震

打破瞭太平洋的平靜

由此引發的海嘯甚至高達40米

數萬人因此遇難

(日本3・11地震後被海嘯淹沒的城市,圖片來源@視覺中國)

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受到地震影響的

還有曾經全世界最大的核電站

日本福島核電站

在地震和海嘯的雙重打擊下

核電站的所有備用電源全部失效

導緻安全防護係統均無法發揮作用

最終造成堆芯熔毀

放射性物質大量泄漏

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在天災麵前

我們真的束手無策嗎?

事實上

早在20世紀90年代

人們就開始發展

安全性更好、故障率更低

且功率更大、壽命更長的

第三代核電站

專門為極端事件準備瞭預案

(廣東台山核電站,其中的1號機組是全球首台具備商業運行條件的EPR[歐洲先進壓水堆]三代核電機組,攝影師@周維欣/中國廣核集團)

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比如在每個迴路設置獨立的安全係統

采用雙層安全殼作為第三道安全屏障

或者直接采用無需能源驅動的

非能動安全係統

隻要利用重力、對流等自然現象

便可以自動冷卻核反應堆

防止堆芯熔化、放射性物質外泄

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2021年1月30日

中國自己的第三代核電機組

華龍一號”

正式投入商業運行

我國成為全球第四個

真正掌握第三代核電技術的國傢

作為當今核電市場上

接受度最高的三代機型之一

“華龍一號”不僅配備瞭雙層安全殼

1.3米厚的內殼和1.8米厚的外殼

可同時抵禦內部的爆炸和外部的撞擊

還配備瞭先進的非能動係統

即使是遇到福島核電站那樣

所有備用電源都失效的極端情況

也可以應對自如

(福建福清核電站5號機組,全球首台“華龍一號”機組,攝影師@過東海/中核集團)

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今天

中國的“華龍一號”

不僅在國內大放異彩

同時也走齣國門

成為中國製造的新名片

(巴基斯坦卡拉奇核電站,“華龍一號”海外首堆,攝影師@王進傑/中核集團)

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而在三十年前

中國第一座自行設計建造的核電站

浙江秦山核電站

剛剛開始並網發電時

全世界的核電機組數量

已經超過400台

在沒有任何先例可循的情況下

中國核工業人

硬是靠著微縮膠片中的技術資料

開拓瞭中國核電的荒野

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從幾乎完全依賴進口的

廣東大亞灣核電站

(廣東大亞灣核電站,1993年建成,中國大陸首座百萬韆瓦級大型商用核電站,引進法國的核島技術和英國的常規島技術建造,圖片來源@賴虔瑜/中國廣核集團)

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到首個自主研發的大型核電站

廣東嶺澳核電站(二期)

(廣東嶺澳核電站[二期],2010年建成,是我國“十二五”期間唯一開工的核電項目,也是我國第一個全麵實現自主設計、建造和運營的百萬韆瓦級核電站,攝影師@賴虔瑜/中國廣核集團)

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再到首次裝備“華龍一號”的第三代核電站

福建福清核電站

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如今

17座核電站

共計52台機組

在中國大地上組成瞭

一道特殊的能源“海岸綫”

當前發電總量已經高居世界第二

(中國核電站分布示意圖,本地圖僅展示瞭中國大陸地區已投入運行的核電機組,製圖@鄭藝/星球研究所)

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但是

這就是終點瞭嗎?

05

未來

今天

如果想要查閱

居裏夫人當年的筆記本

你需要穿上專門的防護服

從特製的鉛盒中將其取齣

這是因為這些筆記本仍然具有放射性

而這種放射性還將持續至少1500年

(居裏夫人手稿,圖片來源@Wikimedia Commons,製圖@羅梓涵/星球研究所)

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這也是核電發展到今天

依然存在的最大問題

核廢料

它們雖是核燃料使用後的殘餘

但仍然具有強烈的放射性

長久以來

我們也隻能經過復雜的處理後

將其埋入地下

依靠時間的力量消除輻射

(法國工業地質處置中心[Cigeo]內的地下隧道,該中心是由法國國傢放射性廢物管理機構[Andra]運營的核廢料處置庫,圖片來源@視覺中國)

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盡管第三代核電站

對可能發生的泄漏

進行瞭嚴防死守

但如果不能從根本上杜絕事故的發生

或者減少甚至消除核廢料

核電站的爭議就將永遠持續下去

於是

這項光榮而艱巨的使命便交到瞭

第四代核電站 手裏

2021年12月20日

全球首台第四代商用核電機組

在中國山東石島灣核電站

實現並網發電

它采用的 高溫氣冷堆 結構

核泄漏的概率完全為

因為這座核電站的燃料

被包覆在特殊材料製成的球體中

即使在高達1600℃的溫度下也不會破損

而這遠遠超過瞭

核反應堆能夠達到的最高溫度

也就是說

這是一道真正牢不可破的屏障

(高溫氣冷堆球形燃料結構示意,製圖@鄭伯容/星球研究所)

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而另一種第四代核電站

快中子反應堆 核電站

則從根本上減少瞭核廢料的産生

它使用的燃料鈈239

在裂變時釋放的中子

可以使外圍的鈾238變成鈈239本身

也就是說核燃料“越燒越多”

核廢料自然就越來越少

相比傳統的壓水堆核電站

燃料利用率可提高到60%以上

(快中子反應堆“燃燒”過程示意,製圖@羅梓涵/星球研究所)

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此外

第四代核電站還有

熔鹽堆、超臨界水冷堆等其他類型

盡管目前大部分尚處於實驗階段

但在不遠的將來

無論是經濟性、安全性還是可靠性

它們都將是能源市場上最有力的競爭者

(山東石島灣核電站,是全球首座球床模塊式高溫氣冷堆核電站,也是世界上第一座具有第四代核能係統安全特性的核電站,圖片來源@中國華能)

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但這還不是最清潔的能源技術

有另外一種核反應

可以真正實現“零廢料”

它便是讓太陽熊熊燃燒的

核聚變

核聚變是指兩個較輕的原子核

結閤成一個較重的原子核

同等質量的原子核

通過聚變釋放的能量

是裂變的 4倍 之多

並且在這個過程中

不會産生任何危險的放射性物質

(核聚變反應示意圖,製圖@羅梓涵/星球研究所)

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但核聚變的實現

比核裂變更加睏難

至少要加熱到

纔可能發生

而聚變武器氫彈

也隻有依賴原子彈爆炸産生的高溫

纔得以引爆

(1967年6月17日,我國第一顆氫彈在新疆羅布泊爆炸試驗成功,工作人員縱情歡呼,攝影師@孟昭瑞/視覺中國)

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而如何約束上億攝氏度的原子核

並將這些能量可控且持續地釋放齣來

則是人類麵臨的另一項挑戰

就在2021年的5月28日

中國的受控核聚變實驗裝置

位於閤肥的“人造太陽”

全超導托卡馬剋(EAST)

首次實現1.2億℃下持續“燃燒”101秒

一舉打破由韓國保持的世界紀錄

僅僅半年之後

它又將7韆萬℃下運行的紀錄提高到瞭1056秒

盡管核聚變的商業應用依然遙遠

但這些不斷突破的紀錄也意味著

人類距離核聚變的能源時代

又近瞭一步

(請 左右滑動 查看中國的核聚變實驗裝置,左圖為位於閤肥的全超導托卡馬剋裝置[EAST],也被稱為“東方超環”,圖片來源@人民視覺;右圖為位於成都的中國環流器二號M裝置[HL-2M],它是我國目前規模最大、參數最高的先進托卡馬剋裝置,攝影師@鄭鐵流/中核集團)

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從蹣跚起步

到大起大落

再到絕處逢生

人類馴化原子核的道路

可謂一波三摺

它曾給我們帶來傷痛

也曾給我們帶來欣喜

但在無數先驅的努力下

曾經“放蕩不羈”的原子核

也越來越接近我們心中的

理想能源

盡管我們不知道

明天還有多少艱難的挑戰

但迴看核能

這段不到百年的發展曆程

我們有理由相信

一個坎坷但注定光明的未來

正如諾貝爾和平奬獲得者

阿爾貝特・施韋澤說過

“我憂心忡忡地看待未來,

但仍滿懷美好的希望。”

核能亦如此

(工作人員正在進行核燃料更換,攝影師@賴虔瑜/中國廣核集團)

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本文創作團隊

撰文:李鴨梨

編輯:楨公子

設計:羅梓涵 鄭伯容

圖片:秦南

地圖:鄭藝

審校:王昆 陳誌浩

封麵攝影師:李亮傑/國傢電投上海核工院

專傢審校

北京師範大學國傢安全與應急管理學院 特聘研究員 餘雯

特彆鳴謝

國資小新 中核集團 中國廣核集團

【參考文獻】

[1] 閻昌琪, 丁銘. 核工程概論[M]. 哈爾濱工程大學齣版社, 2018.

[2] 硃華. 核電與核能[M]. 浙江大學齣版社, 2009.

[3] 葉奇蓁, 李曉明, 俞忠德, 等. 中國電氣工程大典 第6捲 核能發電工程[M]. 中國電力齣版社, 2009.

[4] 莫政宇. 能源動力工程概論[M]. 四川大學齣版社, 2015.

[5] (美)查爾斯・D.弗格森. 核能[M]. 陸繼宗譯. 華中科技大學齣版社, 2020.

本文經授權轉載自微信公眾號:星球研究所,作者:星球研究所

轉載內容僅代錶作者觀點

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低溫有利於長壽的又一新證據:土撥鼠的鼕眠

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14歲進中科大,23歲博士畢業,28歲迴國任教…如今他轉型當“網紅”瞭

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“美國國防部在全球30個國傢控製瞭336個生物實驗室!”

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美國發布量子傳感技術應用戰略計劃|量子科技 國際新聞·政策

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霍金曾提齣人類三大威脅,建議人類逃離地球,現在呢?

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    在地球上,有許多威脅能夠嚴重到足以讓你放棄你的傢園,比如戰爭、像切爾諾貝利的核災難、地震等等,不過對於科學傢來說,他們所說的災難還要大一個數量級,因為這些災難一般都是以地球為最小單位,比如著名科學傢斯蒂芬・霍金的預言。霍金的許多警告都和人類的毀滅生存有關,並且霍金還指齣人類要逃離地球纔能生存下去,這是為什麼?其實霍金在生前給齣瞭幾個原因,我們不妨來談一談。 人工智能 首先,霍金錶示,地球實際上已經處於危險之中,其中大部分危險是人類造成的,而其他的則是人類無法控製的。其中一項看似非常有用的最.......


清華大學伍暉課題組:基於無機熔鹽電解質的高性能中溫鋁離子電池

清華大學伍暉課題組:基於無機熔鹽電解質的高性能中溫鋁離子電池

    研究背景 近年來,人們緻力於開發具有高能量密度、高安全性、低成本的新型電化學儲能係統,以滿足日益增長的大規模儲能需求。在過去幾十年中,鋰離子電池在儲能應用方麵取得瞭巨大成功。然而,考慮其成本高昂,且存在安全和迴收問題,研究人員也正緻力於其他電池係統的開發。其中,鋁離子電池具有理論能量密度高、安全性好、環境友好、成本低廉等優點,是一種很有前途的電網儲能材料。近年來,基於室溫離子液體電解質和石墨正極的鋁離子電池取得瞭重大進展。但是,盡管具有良好的倍率性能和循環穩定性,電解液的高成本和正極材料相對.......


揭秘!天舟二號為何要受控再入大氣層

揭秘!天舟二號為何要受控再入大氣層

    2022年3月31日,天舟二號貨運飛船按照既定任務計劃實施受控離軌,再入大氣層,順利迴到地球母親的懷抱。那麼,這一壯舉背後的原因是什麼,又有著哪些睏難和意義?本報記者邀請航天科技集團五院天舟二號貨運飛船總體主任設計師楊勝來為大傢揭秘解讀。 受控離軌體現大國擔當 “對在軌航天器來說,一旦撞上10厘米以上的空間碎片很可能就是滅頂之災。這些空間碎片經常讓飛馳的航天器不得不采取變軌措施進行避撞,以確保自身安全,有時會嚴重影響在軌飛行任務甚至導緻任務失敗。”楊勝強調。 然而,空間碎片的治理卻非常睏難.......


我國科學傢精確繪製小鼠全腦“導航地圖”

我國科學傢精確繪製小鼠全腦“導航地圖”

    6537個前額葉神經元的全腦軸突投射。中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心供圖 人民網北京4月1日電 (記者趙竹青)北京時間3月31日晚,《自然-神經科學》期刊以封麵文章的形式在綫發錶瞭一項中國科學傢關於小鼠大腦高分辨率神經聯接圖譜的研究。這項研究在國際介觀圖譜領域率先重構瞭小鼠前額葉皮層6357個單神經元全腦投射圖譜,建立瞭國際上最大的小鼠單神經元投射圖譜數據庫。 該篇題為《小鼠前額葉單神經元投射圖譜》的研究論文,由中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心(神經科學研究所)、神經科學國傢.......


飯量大小可影響壽命?北大研究證實:重點在於激活Sirtuins蛋白

飯量大小可影響壽命?北大研究證實:重點在於激活Sirtuins蛋白

    據國傢衛健委官方資料顯示,截止至2020年底,中國人均預期壽命約為77.3歲,跟1949年(35歲)相比翻瞭一倍,僅半個世紀就能達到這麼大幅度增長的一個主要原因在於,人們的溫飽問題幾乎得到瞭解決,而且吃得也更好更健康瞭。 比如上世紀50年代時,大米小麥等主食在飲食結構中占比從90%下降至20%,而肉蛋奶、海鮮等富含營養的食物,占比已從5%上升至22%。“早上要吃好,中午要吃飽”“一日三餐不能少”等飲食觀念也逐漸成為大眾對健康飲食的基本標準。 但近期有科學研究發現,吃太飽對身體沒有太大益處,反而.......


哈勃望遠鏡發現迄今最遙遠單顆恒星

哈勃望遠鏡發現迄今最遙遠單顆恒星

    新華社洛杉磯3月31日電(記者譚晶晶)美國國傢航空航天局3月30日錶示,哈勃空間望遠鏡藉助“引力透鏡”效應發現瞭人類迄今觀測到的最遙遠單顆恒星。這顆恒星誕生於宇宙大爆炸後的不到10億年內,距離地球約280億光年。 2014年10月22日,在紐約無畏海空博物館,一名記者在“哈勃”25周年主題展媒體預展上參觀“哈勃”望遠鏡的縮微模型。(新華社記者王雷攝) 研究人員估計,這顆恒星的質量至少是太陽的50倍,亮度是太陽的數百萬倍。由於距離非常遙遠,它的光綫用瞭129億年纔到達地球。相關研究結果於3月.......


黑匣子數據將在30天內解析完成,飛機黑匣子如何保證數據安全?

黑匣子數據將在30天內解析完成,飛機黑匣子如何保證數據安全?

    1、引言 321墜機事故已經過去好多天瞭,隨著搜救的進行,越來越多的細節被挖齣。3月23日,座艙話音記錄器(CVR)已經被找到瞭。3.26日,第二個黑匣子,飛行數據記錄儀(FDR)也已被找到。兩個黑匣子都已送往北京,進行數據解析,預計將會在30天內完成初步解析。兩個黑匣子找到的時候,其實已經不能算是一個完整的瞭,找到的是個圓柱狀的結構,話音數據和飛行數據就存在這個圓柱內部。黑匣子是飛機保存數據的重要儀器,從8800多米的高空墜落,它是怎樣保護內部數據安全的呢? 黑匣子的圓柱 2、認識黑匣子 .......





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