返回索引页

【工業】【能源】高溫氣冷堆

2015-05-07 20:58:00

原文网址:https://blog.udn.com/MengyuanWang/108908728



50、60和70年代是核能發電的黃金時代,在歐美日等先進工業國家有幾百座第一代和第二代的核電廠建成上線。 1979年的Three Mile Island Accident(三哩島事件)和1986年的Chernobyl Accident(車諾比事件)是極重要的轉捩點,此後20年核電工業的增長基本停頓,少數新建成的反應爐只夠替代退役的反應爐;所以總數量停滯在400多座,一直到近十年才因中共的能源政策而重新進入成長期。

我在前文《核動力在軍用與民用之間的差別》曾講過一些核電反應爐的設計和歷史,如果讀者不太熟悉這方面的題材,請先複習那篇文章。我在那裡也提到了高溫氣冷堆(Pebble Bed Reactor),今天主要對它做個簡單的介紹。

首先澄清一下核能發電的代別:最早的設計,不論是壓水式(主環路靠高壓使水完全不能沸騰)還是沸水式(主環路容許水的氣態),都沒有對安全備分做足夠的考慮,所以後來改進之後,就分別稱為第一代(如Chernobyl)和第二代(如日本的福島,所有美國目前在運行的核電廠和台灣的核一、核二、核三)。壓水式和沸水式反應爐最大的危險在於若是冷卻水主環路失靈,那麼即使中子吸收棒被放到“全關”的位置,之前裂變產生的放射性元素仍然會繼續裂變而產生過多的熱量,最終會把整個爐心熔化掉(Reactor Core Meltdown),極高溫的放射性金屬熔漿有可能會燒穿反應爐的水泥地基而滲入地下水層,將大量危險的放射性同位素(一般是像碘131這種短半衰期的裂變產品放射性危害最強,而碘進入人體之後會聚積在甲狀腺,所以上次福島核災後有謠言叫災民多吃碘)釋放到外界,因此這兩類反應爐的安全設備主要專注在保障冷卻水主環路持續流通。第二代的核電廠普遍使用柴油發電機在停機時驅動主泵,確保冷卻水的循環。後來三哩島事件使設計廠商開始認真檢討所有可能出毛病的環節,就有人提出柴油發電機並不是100%的可靠(例如福島在海嘯之後,自然是反應爐和柴油機一起泡湯),於是在1980年代西屋、GE和法國的Areva都開始研究完全不需電力供應的冷卻方法,這就是第三代反應爐。不過要在沒有電力供應的條件下保持無限期的冷卻水循環違反了能量守恆定律,所以先天上就是不可能的。工程上的解決辦法只能把一個大水池建在屋頂,利用重力來推動循環,那麼當這池水用完以後,反應爐仍然會熔毀。目前的設計一般是保障七天左右,在這段時間內,維修人員必須重啟電力供應。這在天災情況下應該是做得到的,在戰爭人禍的情形下就很難說了。

至於所謂的第四代反應爐,則是對所有把壓水/沸水式完全推倒重來的設計的通稱,包括了好幾種截然不同的構想。但是由於傳統的壓水/沸水式在工程投入上有70年的領先,所以這些新設計必須有根本性的優勢,否則不可能有人願意投資幾百億美元來做開發。目前只有兩種設計滿足這樣的要求,分別是高溫氣冷堆和快滋生反應堆(Fast Breeder):前者專注在安全性,保證絕不熔堆,而後者則可以用來做元素嬗變(Elemental Transmutation),最主要是將鈾238變成鈽239。從商業觀點上來看,只有前者有真正實用上的價值;快滋生反應堆生產的鈽剛好是核子武器的最佳原料,只有軍方和日本政府(日本自中曾根康弘首相之後便開始積極囤積鈽239,所用的藉口是把鈽和鈾混合成MOX核能燃料;正因為有這個偷偷摸摸的任務,日本的核能監管單位對電力公司不能做嚴格的審查,最後間接導致福島核災)才會有興趣冒經濟和安全上的風險。

高溫氣冷堆最早是1943年美國的Farrington Daniels在Oak Ridge實驗室所做的一個實驗,不過一直到1960年才在西德由Rudolf Schulten主持,開始實際的工程設計與建設。 Schulten的反應爐叫做Arbeitsgemeinschaft Versuchsreaktor(Joint Experimental Reactor,聯合實驗反應堆),簡稱AVR,1967年建成並網發電,電功率為15MW。 1986年車諾比事件後,西德對核電開始有疑慮,AVR也受到嚴格的監督。 1988年發生了一個小事故(燃料球卡在出口),在處理的過程中釋放了很少量的放射性塵埃(燃料球的外殼不夠強,以致破裂),但是當時的民情已經不容許任何放射性災害,於是AVR被關閉,德國政府花了26年來清理現場並檢討整個經驗,到2014年才大功告成,發布了報告。 Schulten原本已經準備開建下一代的高溫氣冷堆,叫做HTR-MODUL,其改進的重點是針對AVR的幾次事故(70年代的事故被遮掩到2000年代才發現)重新設計反應室出口和燃料球;新燃料球在1988年正要開始試產,結果全部生產線必須作廢。但是中共有極佳的先見之明,在1970年代末就已經從清華派了學者和學生去參加Schulten的團隊,團隊被解散之後,他們說服中共當局,以極低的價格買下了智慧產權的執照和圖紙(南非也買了執照和圖紙,但是沒有什麼大進展,2010年正式放棄),並且把燃料球生產線帶回清華。 1995年中國版的HTR-MODUL(改稱HTR-10)在清華校園開建,2000年建成並網,電功率為10MW。 2005年商業版的示範堆在山東石島灣開建,預定2017年完成,雙機並聯,總電功率為200MW(參見前文《中共國營企業的改革》)。

HTR-10的示意圖,可以看出高溫氣冷堆的結構極其簡單,基本上就是一個大沙漏裡裝了幾十萬個燃料球,既沒有中子減速劑,也沒有中子吸收棒,完全不須在爐心使用機械裝置。這是因為所有的功能都集中到燃料球本身,停機靠的是物理性質而不是工程手段。冷卻環路用的是氦,因為氦的腐蝕性和放射吸收性都是零。既然氦不會吸收放射性,理論上就可以用主環路直接驅動渦輪,從而獲得更高的熱效率。但是在攝氏950度用氦推動的渦輪此前沒有現成的應用,必須從頭開發,而中方的渦輪技術並不太強,所以清華團隊很明智地選擇了使用第二環路來推動蒸汽渦輪的方案,這也避免了燃料球破裂後,放射性塵埃污染渦輪的危險。如此一來,高溫氣冷堆的真正技術難關就完全集中到燃料球本身。 燃料球是Schulten的發明,不同的高溫氣冷堆視設計功率需求決定放多少個燃料球;一般是幾十萬個。每個燃料球直徑為60mm(比網球略小一點),最外層是5mm厚的強化石墨;中心的餡兒直徑50mm,由八千個燃料粒和石墨混合而成。石墨是很好的中子減速劑和熱導體,並且可以耐熱到攝氏2800度;而高溫氣冷堆受核子物理的天然限制,爐心溫度不可能超過攝氏1600度,一般工作溫度在攝氏950度左右。燃料粒直徑為0.92mm,由四個保護層包裹直徑0.5mm的二氧化鈾燃料而成。石墨和氦都不會吸收放射性,所以燃料球用完後,本身就是圍阻體,可以簡單裝箱掩埋,無需另外的機械或化學處理;不過廢料總體積會增加。

高溫氣冷堆的功率控制和絕不熔堆的保證,來自一個很特別的核子物理性質:裂變產生的快中子(Fast Neutron)和石墨原子核碰撞之後,損失動能,成為慢中子(Thermal Neutron);而其他鈾235原子核吸收慢中子(這就是所謂的連鎖反應,Chain Reaction;鈾238原子核剛好相反,喜歡吸收快中子而不管慢中子;高溫氣冷堆的石墨減速劑比壓水/沸水式用的輕水有效,所以鈾235不須被濃縮到同樣的5%濃度,甚至只有0.7%是鈾235的天然鈾在理論上都可以用)而引發新的裂變的截面積(亦即機率)隨溫度增高而減小,在攝氏1000度以上減小得很快。所以要停機,只須要把主環路的氦氣風扇關掉,讓爐心溫度逐步升高到攝氏1600度,連鎖反應就基本停止了。這時鈾即使熔化,因為它被包在燃料粒裡,也不會洩露。既然關掉主環路里的氦氣循環是正常運作的一部分,那麼在天災或故障時失去電力供應,也就沒什麼大不了的。

高溫氣冷堆之所以至今沒有普及,主要是經濟上的問題。它雖然結構很簡單,但是在工程設計上遠不如壓水/沸水式成熟,所以第一代的發電站仍然故障不斷,沒有經濟效益。此外它的功率密度很低,反應爐心佔地900立方公尺,比壓水式的30立方公尺(這還是民用反應爐,包括了更換燃料棒的機制;核潛艇用的更小得多)大30倍,功率反而只能做到100MW,而最新的壓水式已經達到1400MW。清華的設計是兩個反應爐共推一個蒸汽輪機,合起來成為一個模組。理論上模組和燃料球都可以大規模生產(清華自己的生產線年產量10萬枚,現在正在包頭市建設年產30萬枚的工廠),長期下來成本有可能壓低到遠比壓水式還低;但是這裡有一個很大的不確定性,也就是高溫氣冷堆核電站是否需要傳統的緊急事故處理設備,例如廠房安全殼。壓水/沸水式因為有爐心熔毀的可能,安裝反應爐的廠房本身也必須是特別設計的氣密安全殼(當然因為冷卻水沸騰時可以產生爆炸性的力量,兩層安全殼仍然不足以保證絕對的安全;而高溫氣冷堆用的氦氣是不會爆炸的)。如果高溫氣冷堆也必須建昂貴的廠房安全殼,那麼因為它的功率密度低,安全殼就必須建得更大,而且必須在氣密的同時提供氣冷,費用反而會更高得多。如果因為高溫氣冷堆的安全性而省略了緊急事故處理設備,那麼它很快就會比傳統的核電廠便宜,甚至可以直接替換掉煤電廠的舊鍋爐,沿用現成的蒸汽渦輪。

所以雖然高溫氣冷堆的安全性已經遠高於傳統式的核電站,它的前途還是決定在這個安全性到底高到哪裡。歷史上AVR的麻煩主要在於燃料球卡在出口,而在處理的過程中有燃料球破裂。原本燃料粒本身已經有四層防護,所以燃料球破裂應該也沒關係;但是年產30萬枚燃料球,每個球有8000個燃料粒,那就是24億顆燃料粒。目前的工藝可以保證99.999%的良率,但是即使再提升一個數量級,也就是達到了99.9999%的良率,仍然會有2400顆破損的燃料粒,當那2400枚含問題燃料粒的燃料球破裂時,就會有可能洩露放射性塵埃。不過一顆燃料粒只含0.7mg的鈾,所以這樣產生的塵埃是相當微不足道的。

在最壞的可能情形下,也就是當外力(例如天災、飛彈攻擊或廠房失火/爆炸)打破反應爐,氦氣外洩,空氣進入反應爐,那麼高溫的石墨會自行點燃,放射性污染就有可能會隨煙塵而散佈(不過燃料粒的外層有Silicon Carbide,這種陶瓷材料不但堅硬、耐高溫,而且不易燃)。雖然有電腦模擬,顯示因為燃料球堆積很密,燃燒會有困難,但是這是假設廠房基本完整;如果廠房已經崩塌,氧氣的供應就可能足夠引發大火。當然以這個腳本來判斷安全性是很不公平的,所有其他的核電反應爐設計在同樣情形下,放射性污染都會比高溫氣冷堆高出好幾個數量級;問題在於分析了風險回報之後,是不是可以省略一些緊急事故處理設備(石島灣似乎就省略掉了廠房安全殼,但是因為有傳統的反應堆在隔壁,其他處理緊急事故的軟硬體設備都是現成的;但是高溫氣冷堆的經濟性只有在脫離傳統核電廠之後才能顯示出來)。很不幸的是,一般民眾沒有風険的概念,往往在被傳播媒體有意無意中傷的新科技上,為了極小的風険而因噎廢食;而舊有的工業技術,卻因為有既得利益者(如石油財團)護航,可以每年害死幾萬人而沒有媒體敢討論(如燒煤和燒油的空氣污染,造成每年全球因肺癌死亡的人數,就遠超過人類歷史上因核電意外而死亡的總人數,這還不考慮全球暖化的後果)。所以只有理性的政府才能做出理性的最佳決定,而台灣的民主政體卻是絕對反理性的。

【後註一,2022/02/02】山東石島灣核電站的高溫氣冷堆一號機,在去年底正式聯網發電;我一直忘了在博客宣佈,今天又看到有美國媒體提起,和大家分享,參見《China Starts Up First Fourth-Generation Nuclear Reactor》。這並不代表高溫氣冷堆技術完全成熟,可以全面推廣,只表明已經解決所有主要工程問題,接下來必須依據實際運作經驗來評估經濟效益,拿來和其它非碳能源選項做精確可靠的比較,這才是開發未來科技的正確步驟和心態,而不是在如何解決關鍵技術難題八字還沒有一撇的時候,就瘋狂炒作成為五年計劃的投資重點。

12 条留言

chenwj
2015-05-07 00:00
听先生解释快堆,我有个疑问。快堆不就是希望从铀 238 变成钸 239,并将钸 239 作为核燃料或是核武原料吗? 但是 "所以用过的燃料棒里最难处理的元素就是超铀,而理论上快堆可以把它嬗变掉。" 这一句话似乎是说快堆又可将超铀 (钸 239) 嬗变为低放射性物质,感觉上和快堆的本意有所矛盾?
钸239再吸收一个中子就成为钸240,提炼核武器用的钸最重要的步骤就是要纯化钸239,因为钸240半衰期很短,会使弹头自行引爆,那就不太理想了。所以快堆生產钸的时候,铀238是放几天就拿出来的。

快堆处理超铀废料则是要几个月甚至几年的时间。
just me
2015-05-07 00:00
Even though I am a registered Democrat, I support nuclear energy, GMO and free trade. I am also not a big fan of locavore. I believe technologies such as nuclear energy, solar power and genetic engineering will be the saviors of planet earth. Economy of scale offers the best efficiency.
Taiwan is a funny place. There are people there who want independence but don’t want to sacrifice for their belief. Instead, they hide behind the US of A. They don’t want nuclear energy but nobody is talking about cutting down the consumption of electricity. Sure, you could take 18% but others cannot. As mentioned before, ignorance is actually not that bad. Biased mindset is much worse. They insist on sovereignty when dealing with Mainland but they were thankful to the occupation by Japanese. They are even happy to give away disputed territory. This kind of schizophrenic mindset is pathological. Why even bother?! Let them take the Presidency. Let them shut down nuclear power plants. Let them find new market in Southeast Asia. I am sure that Taiwan can survive without doing business with a BIG brother next door. Cuba can. Taliban can (live happily with their goats)! Talk the talk is easy. When can they finally walk the walk? Finally, DPP is merely a mirror of their supporters! My God, ~60% of hotel guests don’t take things with them after their stays. It was something to brag about? Policed state? Just come to the US of A. You will finally have the real experience of a police state. Sad! After twenty some years, there was no progress. The DPP mindset is poisonous. Taiwan is sinking. Reunification will happen.
If everyone in Taiwan is guilty, I would agree to let them just wallow in their own stupidity, but there are people who are not into politics and barely scraping an existence. And they are suffering the most. That is why we have to do something. I am doing my part; it is not much, but if everyone with a conscience does it, maybe together we will make a difference.
工科学生的图书馆
2015-05-07 00:00
多谢王先生的科普。我曾经以为快堆也是很好的核能设计,看来并非如此。但是我看新闻上说快堆可以用来做乏燃料处理,这种理由是否恰当?
是的。这事比较复杂一点,所以我没在正文里提。

快堆全名是快中子堆,也就是没有中子减速剂的设计。因为水是中子减速剂之一,所以就不能用;一般快中子堆必须用液态金属来当冷却剂,例如钠或铅。

快中子容易被铀238吸收,成为钸239,这是快中子堆的主用途。但是Trans-Uranium Elements(超铀,即比铀还重的元素,都有高度的放射性,极不稳定)也会吸收快中子而裂变成小原子核。这个好处是这样的:超铀的半衰期一般在几个月到几千年之间,这刚好是最让人头疼的范围;因为半衰期若是很短,放一放就衰退光了,半衰期若是很长,则衰变很慢,放射性就很低,例如天然铀。所以用过的燃料棒里最难处理的元素就是超铀,而理论上快堆可以把它嬗变掉。

当然,在工程上处理高放射性的废料是非常困难的,所以目前快堆基本上还是为了军事用途而存在。
沐浴脑壳
2015-05-07 00:00
一直对核能感兴趣,期待人类以后能利用更安全的核燃料。仔细阅读先生新作,也大致脑补了核安全方面的知识。就个人认知而言,比较倾向于核电和水电,觉得火电污染太严重,不过任何事情都有利弊权衡,是不是可以选择地广人稀且地质灾害较少之处集中建设不需要第二安全壳的高温气冷堆,再将电力输送到各处?

核能的出现,我觉得除了日本人吃了两颗小丸子(如果没这个事件,核武器的影响力应该会大打折扣,因为就普通人来说,无法想象它的后果),一直都在发射架上维护着这个小地球的大致和平。没有核武器,可能这个世界现在会更乱。而如果技术超级复杂,长期掌握该技术的国家就一两个,也会是一个很不安全的因素,但是个人比较担心的又是另一方向,技术不够复杂,转而被少数极端分子掌握,成为极危险的因素威胁我们的小地球。
水电有极限,而且会影响鱼的生态,不过现实中没有完全理想的能源,水电、风电和太阳能算是最好的了,只是它们还是太贵。如果高温气冷堆的安全性能过关(先在传统核电厂试用个10-15年),以它来大规模替代煤电锅炉是最便宜和理想的方法。

“地广人稀且地质灾害较少之处集中建设”核电其实是适合超大型的第三代反应堆的政策。

还好提炼钸239和铀235都很困难,连伊朗都搞了近十年了还没完成。恐怖分子要用核弹还是得靠偷的。
Voyager_ho
2015-05-08 00:00
非常感谢解说!我是来自台湾的读者,以前在天下纵横谈发表过一些文章。

对于高温气冷堆,我个人认为这是一个產业的转捩点。就我所知道的,摄氏900度左右就可以直接用水生產氢气,这就可能对交通工具的能源使用產生重大影响,特别是石油的使用,当然这也会对国家战略產生影响。

先生肯定对核技术有相当深入的了解,我的疑问在于:这个高温气冷堆的核技术,中国算是独步全球了,那么这种发电站的输出,是不是会变成非常重要的政治决定?因为这牵涉到技术外泄的可能性。

另外,核电本身都会產生核废料,台湾的核电站里所堆积的核废料已经到了快要没地方放的地步,甚至可能被迫停机。台湾有没有可能因为这个高温气冷堆,以及本身核废料的问题,使台湾转变对中国大陆的政治抵抗?

毕竟台湾没人想要抱着核废料,而传统的火力发电,目前外三的技术又领先,台湾继续烧煤的空污,大概自己也受不了,这可以成为台湾发生骨牌效应,转变对中国政治敌意态度的一张重要骨牌吗?

想看看先生的看法!
欢迎你来我的部落格。

我认为氢气太危险了,不能推广到消费者级别,请参见前文《永远的未来技术》。至于在低用电期间生產氢气,直接储存在电厂,在尖峰时间再以燃料电池补助发电,我觉得有可行性,但是技术还不成熟。

中共似乎没有出口的限制,已经准备把高温气冷堆推销给中东。高温气冷堆用水比压水/沸水式少,950度的高温也适合海水淡化,特别适合中东和北非国家。

台湾没有真正的荒地,核废料是个大问题。至于和中方合作,我自己的观察是台湾选民的智商和五岁小孩差不多,遇到不顺意的事只会哭叫打闹;权衡折中是要有十几岁的智商的,台湾近25年还没有做过;至于对外交涉,求同存异,获取双赢的共利,这是完全成熟的成年人才做得到的,台湾除了喊喊口号之外,有人真能做到吗?
victor
2015-05-09 00:00
王大哥,小弟有几个不成熟的想法,您看看。
1)既然已知聚变堆产生的是中子,那么能不能用中子去轰击某些裂变材料使之能作为流水线式生产裂变原料呢?
2)是否存在仅用2h1(普通氢)就能核聚变的可能,这样聚变后仅会产生2he4,就没与中子这样的麻烦了。
3)记得国际上是有一种能用来产生快,慢中子的机器实验设备,他们是怎么控制中子的呢?
4)高温气冷堆建成后能不能同时建成海水淡化+氢气生产工厂在其旁边这样一边生产核电同时也能海水淡化+产生氢气,这样会耗掉气冷堆产生的电能吗如果不会,这不就是更高效的能量转化率吗?
1)中子的来源不是问题。快堆和聚变反应器相比,要便宜、安全、成熟得多。
2)重氢的原子核有多余的中子,提供了额外的吸引力来克服正电之间的排斥力。若是使用普通氢,等离子体的温度要再高两个数量级,磁场就关不住它了。参见《永远的未来技术》。
3)中子的生产,除了裂变和聚变之外,另一个办法是用高速质子去打原子核,有部分会把中子打出来;这也是唯一能产生定向中子束的方法。中子产生时,都是快中子;要慢中子,可以用减速剂和中子做弹性碰撞,吸收它的动能。
4)这絶对是高温气冷堆长期下去的最佳远景,不过压水堆也可以做成袖珍型的和它竞争。中共的型号叫ACP-100,参见《核动力在军用与民用之间的差别》。
md51
2015-05-12 00:00
楼主经常逛军网和观察者,有注意到最近有文章介绍中国常规潜艇在瑞典斯特林热机功率的基础上提高了117%,这个文章么?

整好,您这里给普及了第三代/第四代 核能。

我尤其注意到,您说 日本无论是第一代第二代的压水堆,废水堆 ,都是有搜集 核武器原料钚239,其实大路上的关心军事的,心里都对日本人的那点小心思一清二楚,日本人环顾四周,被中国人,俄国人,美国人,朝鲜人 围着,都跟他有嫌隙。日本人怕俄国人,所以,拥核是个理由。朝鲜人,中国人跟日本人有不共戴天之仇,所以日本人也有理由拥核,美国人欺负日本人整整70年了,而且还曾经用两个原子弹炸掉日本人大东亚共荣圈的美梦,实在拥核的不二理由。

所以呢,日本人的最高理想就是拥核,实际上日本人气最高点论坛2ch,就通过翻译传回大陆的文章中, 我就见过几十篇文章中,日本网民在积极谈论日本应该拥核,从 舆论的气氛和普及率来说,日本人当中有相当一部分是希望拥核的,这个有民意基础。所以您在文章中说日本人从中曾根康弘时代开始积攒核原料,实际上根据凤凰卫视的纪录片,在日本声明无核三原则的70年代起,日本人就有人后悔这个声明了。到现在彻底废掉无核三原则也只是时间。

我想问的是,您有没有注意到 小堆或者微堆+AIP,高温气冷堆+AIP,热离子堆+AIP,这些名词?就是用小型核反应堆去驱动AIP热机,在常规潜艇的身板上达到 无限动力的目标。在2000-3000吨的量级上达到 核潜艇的一些性能?

另外,您能不能介绍一下 核潜艇反应堆
我对核潜艇反应堆没有专长,所以一直没有写专文。我所知道的是潜艇里寸土寸金,用小堆+AIP不切实际(高温气冷堆尤其如此,因为功率密度太低),大概只是军迷的狂想。如果是用小堆代替AIP,比较有可能。有谣言说共军在开发袖珍型的核潜艇,准备以量取胜;不过中共对核潜艇的保密级别特别高,我们可能要到十年后才知道真相。

共军的新一代大功率核潜艇反应堆是2012年开始研发的(有一个官八股说某某元件从2012年开始,后来可信的分析发现那个元件是核潜艇反应堆环路的一部分),应该在2020年左右服役。

观察网上周有一篇讨论AIP功率增加117%的文章,我想是目前最好的分析。不过我现在找不到了,说不定是因为分析得太好,被拿下来了。它的主旨是共军的AIP技术来自瑞典,而瑞典的AIP有两个功率(75KW和110KW);依前者(日本的苍龙级用了四台)来算,增加117%后是160KW,四台是640KW,这比世界其他先进柴油潜艇例如德国的214级(240KW)高得多了,将来会有新的战术可能。不过这比起核潜艇(洛杉矶级是26MW)还差得远。

日本的右翼人士其实从被轰了之后就想着要钸,但是是1982年中曾根康弘上台才正式偷偷摸摸地干。日本的钸不是压水/沸水堆来的(压水/沸水堆是不能生产钸239的),而是中曾根康弘任内盖的一个快堆。1990年代还因处理MOX(就是钸和铀的混合燃料)错误(居然由手工拿扫把在水桶里搅拌!连口罩都没有带)而有两个工人死亡。

NE86T
2015-06-24 00:00
等了一段时间,似乎没有核工专业的人来看这篇文章,提醒文中一个错误──[铀235的自发衰变(亦即没有燃料棒到燃料棒之间的连锁反应)仍然会產生过多的热量,最终会把整个炉心熔化掉(Reactor Core Meltdown),]
以上叙述有误,反应炉的衰变热主要来自分裂反应后的產物,有的衰变快,有的慢,详情可再查证。但绝不是U235的自发衰变,U235的半衰期很长的,7.04×10∩8年。
已更正。多谢指教。
释青衍
2015-10-22 00:00
先生之言,令愚辈增长见闻、茅塞顿开;惟倒数第二段中倒数第二行之: "当那2400枚问题燃「球」破裂时" 是否为笔误?
以上下文判之,正确应指燃料「粒」。
抱歉如此吹毛求疵。愚辈以为,以先生高见,专业之文本就解惑教授,岂容错字笔误乎?请乞见谅。
不是笔误,不过写得不好,容易误解。已更正。
Terry
2016-10-01 00:00
最近重温王博士关于核能的文章,有些问题想向王博士请教一下。

在<<再谈中国的核电发展>>一文里,王博士提到压水堆在运行中会產生超铀元素,那高温气冷堆是否同样会在运行中產生超生超铀元素?如果是那如何处理燃料球持续发热的问题?还有就是燃料球的石墨外层会否妨碍对废料的核循环处理?

最后希望王博士把之前因电脑问题而没写成的关于电力的文章完成,我觉得这些科普文章对一般人对世界的认知来说可是十分有帮助的。
高温气冷堆把原料分散布置,大幅牺牲了功率密度,就是为了让燃料球用完之后,废料產热够慢,即使简单直接掩埋,也可以自然散热。

为那篇电力文章找的资料都不见了,现在时间更少,很难重新上马。
desertfox
2017-12-10 03:44
王先生可以評論一下觀網的這篇報導嗎? 因為該文太短實在看不懂. http://www.guancha.cn/industry-science/2017_12_09_438487.shtml
所謂的“熔鹽堆”,就是我說的快堆,一般是用鈉或鉛來做冷卻劑,基本的困難是腐蝕性太强,堆芯結構承受不了。這個報導的,只是一個實驗堆;是否能解決問題,並不樂觀。

聚變堆的堆芯結構問題比快堆至少高3-4個數量級。快堆都不實用,聚變堆怎麽可能工程化、商業化?
2017-12-10 05:46 回复
CRYTRADER
2021-12-25 23:59
在國務院管理資產委員會官網看到有關斯特林发动机基础样机完成性能试验的消息,提供先生參考。http://www.sasac.gov.cn/n2588025/n2588124/c22344515/content.html国内首台大缸径斯特林发动机顺利完成性能试验近日,国内首台大缸径斯特林发动机基础样机近日在中国船舶集团七一一所顺利完成性能试验,基础样机额定功率达320千瓦,热功转换效率达40%,是目前国际上已知单机功率最大的斯特林发动机。另一篇網路文章則提到斯特林发动机和核供热装置相结合的可行性。https://www.lk48.com/187101.html
大約十年前,我曾對Sterling Engine有過興趣,自己造了一個(吾少也賤,又不務正業,故多能鄙事;例如過去幾天,我在家研究修理IC電路板)。這東西非常難以放大,所以除了軍事方面、亦即AIP潛艇之外,一直沒有什麽實際應用。或許長遠下去能有其他工業用途,但目前的320KW還是只能用來升級潛艇。
2021-12-29 07:16 回复
返回索引页