问答栏目

 

1:核能的应用是否会改善空气环境?
答:核能可以大幅度改善空气环境
  2011年中国能源消费结构中煤、石油、天然气、水力发电、再生能源、核能的比重分别为69.7%、18.2%、4.6%、6.0%、0.7%和0.8%。中国以煤为主的能源消费结构一方面为经济的快速发展提供了可靠的能源保障,另一方面也导致了二氧化碳和其他污染物的大量排放。
  核能作为一种低碳能源可以替代煤来发电,不仅可以减少煤的消耗进而减少二氧化碳的排放,还可以热和电的形式作为系统能量输入,通过高温电解或高温热化学循环的方式提供煤气化系统所需的大量清洁氢。利用核能产生的高温(热化学循环或者热电解水蒸汽)来制备氢气,其分解水制氢过程的效率超过50%。
  钍基熔盐堆核能系统是第四代的先进反应堆核能系统,既可用于减少化石能源的二氧化碳排放,同时由于它的高温输出非常适宜于核能制氢,也可用于二氧化碳加氢制甲醇以实现能量储存。

工业革命时期化石能源为主的英国伦敦

 

21世纪英国核能位居世界的领先地位,环境质量大幅度提高

 

2:钍基熔盐堆的经济性如何?
答:钍基熔盐堆可以提供清洁廉价的能源供应
  核能是一种能量密度高、洁净、低碳的能源,是我国能源中长期战略规划提出的重点之一。天然铀中含有约0.7%的铀-235和99.3%的铀-238,而天然钍则只含有可转换核素钍-232,因此核能利用通常总是首先开发铀的利用,目前核电工业使用的燃料也基本都是铀基核燃料。然而中国并不是一个铀矿资源丰富的国家。据近年我国向国际原子能机构陆续提供的一批铀矿田的储量推算,我国铀矿探明储量居世界第10位之后,不能适应发展常规核电的长远需要。
  然而熔盐堆可设计成增殖堆,即利用钍-232俘获中子后衰变为易裂变的铀-233,从而实现反应堆燃料的燃烧。该设计的最大特点就是实现了钍向核燃料铀的转变,从而实现了钍基核能的获取。而我国的钍资源非常丰富,目前已探明的钍工业储备量286335吨(二氧化钍),钍资源仅次于印度位居世界第二。钍基核能的开发与利用将极大的填补我国不断增长的能源需求所带来的巨大缺口,为我国提供长效的清洁能源。

我国已探明可用的钍、铀以及标准煤储量及它们之间的能效对比图

 

注:也上标准的数据均来自于网络论坛或百度,具体准确性有待专业人员从官方资料中获取。当然此处如能给出不同燃料的储量在世界上的占比更好,但目前并未找到确切的数据。

 

3、熔盐堆在安全性具有哪些优势?
答:熔盐堆具有常压运行、非能动安全、无泄漏、低放射性等优势。
  熔盐堆(有时称液态氟化物反应堆)没有水堆中的固体燃料块。取而代之的是易裂变和可增殖材料熔在氟化物液体介质内,构成低熔点的共晶熔体。这种混合物在熔点(约460℃)以上成为非常稳定的液体,可在简单的堆芯和外部热交换器间连续流动。热能经主回路放射性熔盐传给中间回路清洁熔盐,后者再传给蒸汽或气体循环。这种设计较水堆而言有以下优势:
  小型化:氟化物熔盐是极好的冷却剂,体积热容量比加压水高25%。更大的热容量使主回路设备如泵和热交换器等变得更紧凑。如1MW(e)的熔盐堆中,达到临界约需要燃料不到2 kg,水堆则需约3 – 5 kg,燃料需求也大为降低,使其易于小型化。
  不“爆炸”:熔盐堆可在接近大气压下运行,所以不需要压水堆的高压容器。因为反应堆内流体没有水或钠,安全壳内蒸汽爆炸或产生氢气的概率为零。此外,即使反应堆容器、泵或管道破裂,溢出的熔盐也会急剧降温凝固而停止反应。
  非能动:熔盐堆较压水堆而言设计有更强强的负温度和空泡系数。紧急情况下,燃料盐自动排入非能动冷却、临界安全的燃料储罐内。熔盐温度超出正常就会熔化一个冷冻盐塞,像拔出浴缸的塞子那样简单。
  无泄漏:熔盐堆中的易裂变材料浓度很容易连续调整,且无需水堆内常见的可燃毒物。此外,许多裂变产物很快形成稳定的氟化物,在任何泄漏或事故期间会停留在盐内。其它挥发性或不能熔解的裂变产物可非能动、连续地排出。
  低放射性:不同于水堆中采用的铀作为核燃料,熔盐堆中采用的是钍-铀燃料循环,核燃料添加和处理的放射性风险较水堆更低。

 

4、现有核电站的安全性如何?
答:现有在运行的第三代反应堆中,最具有代表性的AP1000,是美国西屋公司在AP600技术的基础上延展开发的。AP600以“非能动性”为特点的设计最早始于1991年,而AP1000核电技术仍然保持自己在核电领域的技术领先优势。其目标是更便宜、更安全、更高效的核反应堆技术,以提升其在核电市场的竞争力。基于标准的西屋压水反应堆 (PWR)技术,该技术已实现了超过 2,500 反应堆年次的成功运营。 
  AP1000最大的特点就是设计简练,易于操作,而且充分利用了诸多“非能动的安全体系”,比如:1、重力理论、自然循环、聚合反应等,比传统的压水堆安全体系要简单有效得多。2、进一步提高了核电站的安全性,同时也能显著降低核电机组建设以及长期运营的成本。3、AP1000在建设过程中,可利用模块化技术,多头并进实施建设,极大地缩短了核电机组建设工期。

  2010年1月11日,中国AP1000自主化依托项目国产化主管道采购合同在北京签订。AP1000主管道是中国AP1000自主化依托项目中唯一没有引进国外技术的核岛关键设备,我国已率先掌握第三代核电AP1000五大关键技术。

2009年12月21日15时28分,我国第三代核电自主化依托项目首台机组、世界上首台第三代核电AP1000机组 -- 三门核电站一号机组核岛钢制安全壳底封头成功实现整体吊装就位。

 

5、核电站对周围环境有什么影响?
答: 一座百万级核电厂周围居民一年接受的辐照只有0.048毫希弗。专家测算表明:全人类集体辐照剂量中,3/4来自自然界,1/5来自医疗及诊断,核电的份额为1/400。

  在一定的范围内,人体对放射性损伤有自然抵抗和恢复能力。人体能够耐受一次250毫希弗的集中照射而不致遭到损伤,但是国家为了保护工作人员和居民的身体健康,规定了特别严格的限值,即从事放射性工作的人员每年不超过50毫希弗,核设施周围居民每年不超过1毫希弗。而事实上,核电站对人造成的实际剂量比上述限量值要小得多。核电站规定的管理标准,对周围居民的照射不得超过0.25毫希弗/年。

人们在大亚湾核电站附近的海滨游泳