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天使还是魔鬼——揭开核能发电的神秘面纱

2018-12-11 22:57admin中国电力时空网

当今,核电和火电是世界上最主要的能源,水电、风能等其他发电方式都有其自身的局限性,而当煤、石油等不可再生能源日趋减少的今天,核能将会在未来成为人类社会最主要的电力来源。与此同时,我国发改委也早已透露,将在确保安全的条件下,在沿海地区启动核电项目。我们可以预计到,核电核能会是我国未来的重要发展项目之一。

天使还是魔鬼——揭开核能发电的神秘面纱

随着日本福岛核电站危机的发生,各大媒体充斥着“核能危害论”,公众的情绪也逐渐变得恐慌。那么,核能是否真的对人类有如此大的危害?我们应该如何避免这些危害呢?

天使还是魔鬼——揭开核能发电的神秘面纱

核能是天使还是魔鬼?

1938年,德国科学家奥托哈恩利用中子轰击铀原子核而产生了核裂变现象,人们开始意识到铀元素的巨大潜能。

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1942年,美国芝加哥大学成功启动了世界上第一座核反应堆研制原子弹,三年后将其投放到了日本的广岛和长崎,造成了巨大的人员伤亡和生态破坏,人类对铀元素的利用有了偏差。

1957年,苏联成功建造了世界上第一座核电站——奥布灵斯克核电站。核能发电是利用核裂变时产生的巨大热能将水加热为水蒸气,利用蒸汽推动汽轮发电机进而转化为发电机转子的机械能,最后变为我们日常生活中所用到的电能。

这种发电方式与火力发电极为相似,都是将热能转化为机械能,再转化为电能。但不同的是,核能发电安全、经济、清洁,一座100万千瓦的核电机组只需消耗25—30吨浓缩铀,并且不会释放出任何有害气体;而同样的一座100万千瓦的煤电机组却要消耗255—280万吨煤,还伴随有700多吨二氧化碳,3.8吨二氧化硫等有害气体的产生。

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利用核能发电是否真的安全?

“核电站会在战争时期被攻击,像原子弹一样爆炸”、“核电站周围会有极高的辐射”……其实这些担心都是多余的,制造原子弹和核电站发电确实都依赖于铀元素,但制造原子弹需要的是浓度高达90%以上的高浓缩铀,而核电站所用的铀的浓度连5%都不到,而且还是以二氧化铀的形式存在并在其表面包裹了四层碳原料来存放它。

不仅如此,我国的核反应堆内核还不同于美国、日本等国家所用到的棱柱形,是以二氧化铀的球状颗粒存在的,这样设计的好处是避免了在发电中途因停工卸料而造成的时间的浪费。我们都知道,一个核反应堆的温度会高达700—900摄氏度,且为了安全起见温度的升高必须缓慢进行,内核的温度每分钟升温不得超过2摄氏度(反应堆的操作为数控模式,假如升温过快,系统会自动停止运行反应堆)。等它完全冷却后抽出内核更换,再进行升温操作会耗费大量的时间,而球状颗粒的内核则可以在不停工的情况下,通过反应堆下方的圆柱形卸料管进行更换,唯一的缺点是小球之间相互摩擦会产生许多碳的粉尘。

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目前,我国的核反应堆已改用气冷代替水冷,因为水的性质多变,且变化温度有限,而像氦气之类的惰性气体的温度可以高达上千摄氏度,同时它也是空气的良导体,更利于传递核裂变时产生的热能。而广东惠州的大亚湾核电站、浙江的秦山核电站均建在海边,则是为了方便冷却设备和进行水循环,并且水运核料更安全,经济。

核电的未来将会如何?

现在,世界各国对核电的利用都较为普遍,法国对核电的利用占其国内总电力的74.6%,比利时为56.8%,瑞典为39%,就连日本也占到了33.8%;反观我国:截至2012年5月份,我国的发电装机量中,火电占73%,水电占15%,而核电仅不到2%(大亚湾核电站提供了香港全城70%的电)。

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当然,一座核电站的使用年限只有60年,后续的废料处理将会是我们日后亟待解决的问题。为了子孙后代的幸福,也为了地球家园的美好,各国的科学家们想出了许多办法,比如德国科学家建议将核废料进行处理,制造出再生堆,改变化合物的性质,让它们的存在年限减少;美国耗费巨资正在建造一座专门用来存放核废料的场所;而我国幅员辽阔,戈壁、沙漠众多,为核废料的深埋创造了有利的条件。

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