我國電力短缺嗎?日前,一些省份也實施了電力限制。由于我國工業發展,人口密度大,電力供應長期比較緊張。但就在不久前,我們的第四代核反應堆達到了一個臨界水準,與"碳中和"完全一緻。
這對我們克服電力短缺問題,甚至希望破解和改變我國電力短缺的局面有很大的幫助。第四代核反應堆究竟是什麼技術,對我國有多大影響?這裡是先鋒天文台,如果你對這個話題感興趣,請支援它!

<H1級"pgc-h-箭頭右"資料軌道""5">第四代核高溫風冷反應堆</h1>
世界上第一座四代核能高溫風冷反應堆,中國乃至世界上第一座第四代核能高溫風冷反應堆。這表明我們在核電技術領域取得了重大突破,成功走在了世界前列。這裡是核電臨界狀态,簡單來說就是反應堆從亞臨界狀态開始的過程,通過将中子引入臨界狀态,進而實作自給自足的鍊裂變反應。
行駛速度80-90英裡并不算太貴,因為發動機在這個速度下産生的慣性,剛好達到臨界點,此時燃料燃燒就足夠了,是以節省了燃料。那麼,我們的高溫風冷反應器成功臨界值的概念是什麼呢?可以說,有了這項技術,我國的電力短缺很可能逐漸緩解。
我國率先完成了第四代核電機組的臨界試驗,也是第一個正式應用第四代高溫風冷堆核電技術的國家。該技術始于上個世紀末,已由十幾個國家開發。這些國家最終确定了94個概念反應堆中的六個第四代核電站概念反應堆系統。
确定的六座四代核電反應堆分别是:風冷快堆系統、液态金屬冷卻反應堆、熔鹽反應器系統、液鈉冷卻快堆系統、超高溫風冷反應堆系統、超臨界水冷反應堆系統。我們最豐富的技術儲備是超高溫風冷反應器系統。
<H1級"pgc-h-右箭頭"資料軌道""7">我國核反應堆發展史</h1>
事實上,這項技術在上個世紀的第一代核電技術中已經開始應用。由于核電技術對中國經濟發展非常重要,1986年我們把核電冷反應堆列入863計劃。
2000年底,建成第一座10兆瓦高溫風冷實驗堆,成功達到臨界水準。2003年,我們使用風冷反應堆産生全功率。
這也證明了我國在熱風冷堆領域處于世界前列。過去,我們的第一代高溫風冷反應堆使用鈾基核燃料,石墨作為緩解劑,二氧化碳作為冷卻劑。
我們的下一代高溫風冷反應堆使用氦氣作為冷卻劑,核心燃料部件仍然由石墨制成。蒸汽輪機産生40%的電力,而美國著名的西屋第三代核電機組的發電量為36.8%。
如果高溫風冷反應堆使用冷卻氦氣來推動蒸汽輪機,則可以産生驚人的45%-50%的功率。要知道,火力發電就是這種效率。從這裡我們也可以清楚地看到,核能發電的效率和經濟效益确實優越。
該項目建成後,我國核電技術轉化為商業工程技術的目标已成功實作。這也提高了中國核電技術的經濟競争力。而高溫風冷反應堆不依賴重水冷卻,即核電不依賴海水,那麼我們就可以建在沙漠或沙漠中,大大提高了核電機組的适用性。
2012年,我們開始在山東省榮城市建設世界上第一座第四代核電站,這是世界上第一座使用第四代高溫風冷堆的商業規模示範電站。
該項目使用蒸汽循環,産生超過40%的電力。它是世界上效率最高的核反應堆。我們還進一步完成了基于20兆瓦核電技術的60兆瓦高溫風冷反應堆的設計。
而超臨界版高溫風冷堆技術,如果成功,可以大大提高發電效率,同時也能減少核廢料。不僅如此,我們還在積極開發用于钍基熔鹽反應堆的核能系統。該核系統使用稀土元素,于2018年10月開始建設,今年5月完工,機電裝置于8月底完成,9月進行測試。
為什麼近年來中國出現了這麼多四代核電技術?其實,根本原因在于我國更加重視環境的經濟和科技發展。曾經,我們過去主要在沿海地區使用重水來發展核電系統,但現在我們正在向内陸移動。
這次使用的核電系統取代了我們過去使用的鈾。這種新開發的放射性元素钍,儲量大,一般不會自發裂變,但也有便宜的優勢,是一種很好的核燃料。
熔化鹽堆更安全,更靈活,冷卻劑在冷卻後主要是氟化鹽和固體,這可以防止它們從根源處流入地下水。因為它不依賴于水,是以它的适應性更強,使選址更容易,甚至技術也可以在戈壁和沙漠中複制。
對于蔚來基熔鹽堆的商業用途,我們已經做了相關的布局。由于其高安全性,将來也可以将其用于社群使用。這項技術對于電力消耗巨大的工業城市具有重要意義。我們已經建造了一個2兆瓦的基岩熔岩反應堆,我們将不得不進行關鍵的實驗。接下來,我們将開發一個10兆瓦的實驗反應堆,未來還将開發一個100兆瓦的實驗反應堆核電系統。
核電對我國實作碳中和有很大的優勢,但核廢料帶來的也是一個大問題。我們主要在甘肅玉門和廣東省北龍市埋埋核廢料,但我們大部分核電站設施都在東南沿海地區,這個運輸過程至少需要一周,千裡之遙,安全是最重要的。核廢料的處置費用昂貴,但必須為了長期利益而處置。
為此,我們積極提高發電效率,逐漸将核電設施遷入内陸和戈壁沙漠。到這個項目建成時,我們的經濟和工業發展必将如火如荼地進行,我們将能夠進一步擺脫電力短缺。
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