核电技术到底有多强(简单的核电技术有多复杂)

众所周知,核电站的核心部分是核反应堆,核反应堆的准确定义:是能维持可控自持链式核裂变反应,以实现核能利用的装置。从定义字面意思中不难看出,核反应堆主要有三个特点:

  • 自持:不靠外界作用就可以发生连锁式反应
  • 可控:为保证反应堆安全运行,对核反应进行有效控制和调节;主要有控制棒、化学补偿毒物、固体可燃毒物、移动反射层、改变堆芯局部区域慢化剂组成等方式,而最常用的即是控制棒的方式。
  • 裂变:是指由重的原子核(主要是指铀核或钚核)分裂成两个或多个质量较小的原子的一种核反应形式。

核电技术到底有多强(简单的核电技术有多复杂)(1)

秦山核电站

举一个形象的例子来说明:反应堆就像煤炉子,靠煤炭自我燃烧释放能量,但是可以通过煤炭的多少,氧气的给进量以及其他的方式控制炉火的大小,能量的释放是完全可控的。

在现今世界上,美国、中国、法国、俄罗斯、日本、比利时、乌克兰、匈牙利、瑞典、瑞士、英国都拥有核电技术,部分国家,如美国、中国、俄罗斯、法国掌握独立自主的核电技术。

掌握自主核电技术乃至建造核电站,对于一个国家来说挑战十分巨大,主要因为以下几点:

1. 经济实力:查询相关资料,我国田湾核电站5、6号机组总造价达307亿元人民币,装机总容量为2000MW,单位成本为:15.4元/W;方家山核电站两台总装机容量为2000MW,总造价为460亿元人民币,单位成本为:23元/W。当然不同的堆型,造价成本是有浮动的。中国核电的相关财报报告中分析指出目前平均的核电站建造成本为10-18元/W,以上仅仅是核电站建造期间的一次性投入,后期还有人员培训、管理成本、后处理等等持续性的资本投入,据不完全统计,核电站成本收回的周期一般在4-10年不等。这样的财力投入,对于一般的小国家来一次性投入和后续投入太高,而匹配不上国内的用电需求。

2. 专业面涉及广:核电站建造是一个复杂的系统工程,涉及的专业方向包括:核工程、核技术、辐照技术、土木工程、空调暖通、材料学、热工水力、电气工程、机械技术、仪表控制、自动化技术、信息工程等等诸多学科,若需要掌握独立自主的核电技术,是十分考验国家的综合实力的。

3. 产业链复杂:围绕核电站,需要经历设计、制造、建造、调试、试运行、运行、退役等多个阶段,这其中既有控制硬软件产业,也有大型压力容器、大型电机、吊运设备等等重工业,也有变配电站电力行业,也有核退役、三废治理等等后处理行业,其附属需要配备的设施庞杂,整个产业链也是体系化的,绝非一朝一夕就能建立起来的。

4. 核安全管理体系:核电发展的前提就是核安全,核事故所带来的危害是任何一个地区或国家均不能接受的。在此前提下,国际上成了诸如国际原子能机构(IAEA)的核行业组织,制定标准规约、指导核电安全发展、分享核行业经验、监督核能被正确开发应用;而世界上各个发展核电的国家也都分别建立了完善的核工业标准、核安全管理体系和组织,在中国,HAF、HAD、EJ、NB等等法规标准,核行业协会、核安全局等等组织和机构都是为核工业安全发展所配备的,这些也不是在一朝一夕期间能够构建出来的。

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