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核能重出江湖专家看好混合式核反应堆前景

时间:2020-06-18 来源网站:哈尔滨汽车网

不久前,美国总统奥巴马在其国情咨文中宣称,美国将建造新一代核电站,其在随后的2011年预算资金中计划投入到核能工业方面的资金也大幅增加。美国此举与一些欧洲国家不谋而合,如英国就计划将核能发电比例提高到其总量的20%。核能再次受到了各国的青睐。

核能的春天似乎不远了。在全球能源供应日益紧张而节能减排的呼声一浪高过一浪之际,核能重新获得尊崇地位不足为奇:大量利用核能可降低对化石燃料的使用,从而有助于减少碳排放,而更重要的是,与其他的可再生能源,如风能、太阳能不同,核能可以在任何天气状况下都保持稳定的电力供应。

但就目前的技术而言,核能还无法成为解决人类能源危机的万能灵药,其自身存在的问题亟待解决。切尔诺贝利事故的后果让人无法释怀,而核废料放射性的漫长衰变期也必须面对。

与传统的裂变反应堆相比,聚变反应堆曾被认为是可解决人类能源问题的良药:它不会产生具有漫长衰变期的核废料,也无需水之外的其他燃料。但聚变反应堆也有自己的短板:反应堆堆芯庞大,可自持续的聚变反应需要 00立方米的堆芯才行,这比目前在法国建设的世界上最先进的核聚变项目ITER的堆芯体积还要大三倍;如何建造一个可承受高能中子爆炸冲击力的核反应堆壁是又一个难题,目前这样的建造材料还不存在。因此,专家认为意味着比亚迪等中国电动车品牌,想要聚变反应堆在技术上和经济上皆具有可行性,还需要科学家再勤勉研究50年。

最近,英国伦敦大学的朱利安·亨特教授和前ITER项目的高级科学家格雷厄姆·奥康纳联合撰文指出,也许混合式核反应堆才是未来人类能源供应的支柱。

所谓混合式核反应堆核,即将裂变和聚变两种形式的核电技术融合到一个核反应堆内。这一概念并不新奇,已经存在了数十年,在科技文献中和国际原子能机构里也曾有过讨论,但至今为止,这一概念也仅存于学界,并未向政府、工业界以及广大公众进行过推介和说明。

与单一的裂变反应堆相比,混合式反应堆具有极大优势:其对环境的影响将减至最小,核泄露的风险会大大降低,所可利用的核燃料蕴量丰富,反应堆的操作也更加灵活。而与聚变反应堆相比,混合式反应堆中的裂变反应可大量减少外流能量,从而减少对反应堆壁的冲击,这意味着现有材料可以使用;而裂变产生的能量回流,可使得反应堆能够持续反应,相对减小反应堆堆芯的体积要求OAD 的调查采纳了非常看重就餐场所的食客的经验和意见。这项调查按照餐厅和参与者的分类对接受评选的餐厅的价格点和门店数量进行了加权计算。,使其比纯聚变反应堆的堆芯小得多,也就相当于ITER的堆芯大小。

混合式核反应堆还有其他优点。

第一,混合堆中裂变反应的燃料多样,包括传统裂变反应堆产生的核废料,它能够将这些衰变期长达万年的核废料转变为衰变期只有几百年的同位素。这不仅会解决许多核工业的废料处理问题,也可能有助于减少世界上用于制造核武器的钚和其他材料的生产。

第二,混合堆可以解决传统反应堆所面临的高浓缩铀短缺问题。因为它只需要低浓度的铀和钍即可运行,而这些材料在世界上分布广泛且丰富。同时,相比传统反应堆,混合反应堆的风险也大大降低,反应失控的问题基本不存在。

最后,混合反应堆的输出功率可以轻易改变,这使得核电可以与具有不可测定预知性的可再生能源结合,从而为人类提供稳定的电力输出。

混合反应堆的前景如此诱人,人们对混合堆的兴趣也在逐渐增长。中国合肥的高能物理研究所计划在2020年建造一个原型堆,而其他一些国家,包括ITER项目的参与国,也在寄望于混合堆的研发。2010年2月,英国科学大臣保罗·德拉森建议说,英国应加强核能研究,并考虑混合系统,而美国能源部长朱棣文也屡次提到混合反应堆。

具有可操作性的混合反应堆技术距离实际应用还很遥远,但核裂变和核聚变所固有的问题和不确定性使得这项研究具有十分现实的重要意义。一个中型的反应堆几乎就可以为一个国家提供可靠的、无穷尽的能源,而要达到这个目的,最需要的是政府、科学家和环保主义者的广泛理解和支撑。

(来源:科技 )

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