不要再羡慕日本了,中国核电技术突破了瓶颈,连美欧都做不到

图为中国高温气冷球床反应堆
核电站中国的核电事业发展非常迅速,而最近中国核电技术成功突破瓶颈,自主研发的全球第1款第4代核反应堆高温气冷球床反应堆成功并网发电,这款反应堆的最大特点就是安全性大幅提升,从原理上避免了堆芯熔毁等严重反应堆事故发生的可能,就连美欧等国都做不到,此前日本在这一领域内的实力最强大,而如今看来中国不需要羡慕日本了。高温气冷球床反应堆:亦称卵石床反应堆,是一种先进的反应堆设计,使用惰性气体或接近惰性气体,如氦气作为冷却剂,在高温下直接推动涡轮引擎。

图为中国高温气冷球床反应堆模型
为了解决能源紧缺的问题,包括中国在内的全球很多国家都建设了自己的核电站,但是传统核电站存在一个严重缺陷,那就是它们使用的核反应堆难以避免出现放射性物质泄漏或堆芯熔毁等严重事故,虽然为了保证安全性,各国设计师都为本国的反应堆使用了大量的安全性设计,但在实际运行过程中,由于核电站工程师的个人失误,这些安全设计并非每次都能发挥作用,最终总会导致严重核事故发生,比如苏联的切尔诺贝利核事故和日本的福岛核事故,都是由于工程师的人为疏忽引发的,要想彻底杜绝这类事故发生的可能,就必须从根本原理上改变现有反应堆的设计。

图为中国反应堆堆芯
而这次中国研发的高温气冷球床反应堆,就是一款从根本原理上改变了设计,彻底杜绝了堆芯熔毁事故发生可能性的先进反应堆,这款反应堆的内部结构和传统反应堆大不相同,传统反应堆通常把核燃料制作成一根根细长的燃料棒,将它们固定在支架内并插入控制棒,通过控制棒插入堆芯深度的多少控制核反应的速率,而中国的这款反应堆则把核燃料制作成了一个个网球大小的小球,每个小球的外壳都是用坚固的多层材料制成的。工作时中国这款反应堆会把核燃料小球从燃料罐中放入堆芯,堆芯内安装有特殊的隔板,通过移动隔板控制核燃料小球聚集的密集程度控制反应的速率,核反应产生的热量会被氦气导出反应堆外,加热外界的水产生蒸汽并发电,因为被包裹在自己的小球里,单个小球的外壳破裂也只会把少量燃料释放,不会造成大规模的污染,一旦发生反应速率意外增加等事故,只需要快速放平隔板并打开安全阀,所有燃料小球就都会被导入反应堆堆芯下的安全区停止反应并冷却。

图为中国高温气冷球床反应堆模型
这种设计从根本原理上保证了反应堆的安全性,让它不可能发生堆芯熔毁等恶劣事故,最多只会出现几个核燃料小球外壳破裂的事故,而中国还在这种反应堆外部建设了一个厚达两米的钢筋混凝土安全壳,如此规模的污染根本不可能突破安全壳散布到外界,因此这种反应堆是目前全球安全性最高的反应堆,连续运行几千万年才可能出现一次事故,也是被各国公认为领先于现有反应堆一代的全球唯一一款第4代反应堆。如今中国科学团队正在利用已经并网发电的这个球床反应堆进行更多试验,进一步完善它的技术,或许不久之后中国就会在全国各地建设使用这种新型核反应堆的核电站,让全国人民都能享受到核电带来的便捷。