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第二講 核電:熟悉的陌生人(6)

核知識(shí)讀本 作者:何能


 

日本核電站

1999年日本東海鎮(zhèn)JCO 燃料后處理公司場(chǎng)外核泄漏事故,促使政府采取系列安全措施,并于2006年出臺(tái)《防止原子能災(zāi)害法》。1993 年開始,日本斥資2.14萬億日元(約合190多億美元),在青森縣建立了世界上最大的核廢料后處理工廠。2000年推出“關(guān)于核動(dòng)力研究、開發(fā)及利用長(zhǎng)期規(guī)劃”。2006 年,日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省資源能源廳制定了“核能立國計(jì)劃”,以“官民一體”的方式開發(fā)新一代輕水反應(yīng)堆。

日本核電的一直倍受推崇狀態(tài)使其核電技術(shù)、尤其是核電設(shè)備制造能力和技術(shù)水平占據(jù)世界最前列,形成了東芝、三菱重工、日立三大世界級(jí)核電巨頭。

日本采取讓壓水堆與沸水堆相互競(jìng)爭(zhēng)的政策,不僅保有了沸水堆技術(shù)的領(lǐng)先地位,而且具有了后發(fā)的先進(jìn)壓水堆技術(shù)。自2006年開始,日本核電三巨頭相繼開展全球核電產(chǎn)業(yè)的技術(shù)“圈地”運(yùn)動(dòng),搶占核電市場(chǎng)高端。

2007年,日本運(yùn)行55座反應(yīng)堆機(jī)組,裝機(jī)容量47577兆瓦,核發(fā)電量占27.5%,僅次美、法,位居世界第三。

韓國1957年加入國際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)時(shí)就開始其核活動(dòng)。1958 年通過了《原子能法》。1959 年政府成立了原子能委員會(huì)。1962 年,韓國第一座核反應(yīng)堆首次達(dá)臨界。1977 年第一臺(tái)商用核電機(jī)組投入運(yùn)營。此后,韓國進(jìn)入核電高速發(fā)展期,1980 年代運(yùn)行核電機(jī)組10臺(tái),90年代新增6臺(tái),目前20臺(tái),在建3臺(tái),批準(zhǔn)5臺(tái)。

韓國首批核電站建設(shè),引進(jìn)美國即西屋公司壓水堆電站3臺(tái),為交鑰匙工程。后續(xù)3臺(tái)本國制造商參與。后續(xù)6臺(tái)中2 臺(tái)來自法國法瑪通公司(Framatome)的壓水堆核電機(jī)組,以及1 臺(tái)來自加拿大原子能公司(AECL)的坎杜重水堆核電機(jī)組。80年代中期開始,實(shí)施核電站設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)劃推進(jìn)國產(chǎn)化。1987年引進(jìn)西屋公司的System80+,自主設(shè)計(jì),形成自主的標(biāo)準(zhǔn)核電站(KNSP)。90年代末期開始,實(shí)施KNSP改進(jìn)性計(jì)劃,形成KNSP+;對(duì)System80+進(jìn)行革新性設(shè)計(jì),2003年形成了APR1400,均達(dá)世界先進(jìn)水平。

2007年,韓國運(yùn)行核電機(jī)組20臺(tái),裝機(jī)容量17533兆瓦,核發(fā)電量占全國的35.3%。

先來一帖:執(zhí)拗的加拿大核電——CANDU型重水堆

加拿大目前正在服役的核電站反應(yīng)堆有18座,發(fā)電能力占加拿大全年用電的15%。這些反應(yīng)堆中的16座位于加拿大經(jīng)濟(jì)中心省份安大略,這些反應(yīng)堆型均為加拿大自己制造的重水堆型(CANDU),加拿大重水堆的特點(diǎn)是使用天然鈾燃料,采用燃料管道承壓的獨(dú)特結(jié)構(gòu),實(shí)行不停堆換料,稱作坎杜(CANDU,由Canada, Deuterium和Uranium三字縮成)型。

重水堆的突出優(yōu)點(diǎn)是能最有效地利用天然鈾。由于重水慢化性能好,吸收中子少,這不僅可直接用天然鈾作燃料,而且燃料燒得比較透。

重水堆比輕水堆消耗天然鈾的量要少,如果采用低濃度鈾,可節(jié)省天然鈾38%。在各種熱中子堆中,重水堆需要的天然鈾量最小。此外,重水堆對(duì)燃料的適應(yīng)性強(qiáng),能很容易地改用另一種核燃料。它的主要缺點(diǎn)是,體積比輕水堆大。建造費(fèi)用高,重水昂貴,固體廢物產(chǎn)生量大,發(fā)電成本也比較高。

秦山三期核電站

 我國的秦山三期核電站采用重水堆,工程于1998年開工,2003年全面建成投產(chǎn)。2007年,電站兩臺(tái)機(jī)組運(yùn)行性能在國際40臺(tái)重水堆核電機(jī)組中分別名列第4名和第5名。與WANO發(fā)布的2007年世界429臺(tái)核電運(yùn)行機(jī)組的性能指標(biāo)相比,一號(hào)機(jī)組名列世界第30位,二號(hào)機(jī)組排名世界第14位。

核能發(fā)電:原子核裂變能量

核能雖然看上去很高科技,卻并不神秘。

核能中的一個(gè)基本概念是“鏈?zhǔn)椒磻?yīng)”。某些原子核可以分裂,并產(chǎn)生巨大的能量,即所謂的核裂變。比如鈾235(鈾同位素中的一種),只需要用一個(gè)中子輕柔地打它一下,它就可以發(fā)生分裂,分裂成兩個(gè)或多個(gè)原子核,產(chǎn)生巨大能量。


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