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55年!我国最久核反应堆改造为供暖堆,有没有放射性走漏危险?

2020年3月11日,生态环境部公开了一个大项目:“关于同意我国原子能科学研讨院49-2游泳池式反响堆堆顶改造的告诉”,国家核安全局同意了这一改造项目,游泳池式改造?反响堆堆顶改造?莫非要将核反响堆改构成游泳池?

其实彻底不是,这是一个将池式反响堆低温供热的改造工程,也便是“核能供暖”,关于核辐射我们都怕,所以许多朋友或许一时还无法将核能和供暖联系起来,这靠谱吗?要回答这个问题,有必要先来了解下核反响堆原理。

核反响堆究竟是什么原理?一克铀真的等于一吨煤?

全世界第一个核反响堆是1942年树立的“芝加哥一号堆”,它的存在是为了验证可控铀裂变反响,是制作原子弹的曼哈顿方案一部分,当然它无法发电也无法供热,真实的民用核反响堆要到1954年苏联建成世界上第一座纯民用的奥布宁斯克原子能发电站,装机容量为5 MW!

核反响堆是什么原理?

一般的核反响堆都是指裂变堆,假如抛去技能完成不论的话,裂变的原理其实挺简略,核裂变原理最早是德国物理学家哈恩和施特拉斯曼在1938年发现,他们在寄给《天然》的论文中描绘,用中子碰击铀,发现了钡元素,发现了重核裂变的进程!因而哈恩获得了1944年的诺贝尔化学奖!

U-235裂变进程

一个中子碰击铀-235,除了会裂变成钡-141和氪-92外,还会丢失一些质量,大约是0.0946%,这些亏本的质量能够用E=MC?来将其能量计算出来!还有一个要害是每次这样裂变会发生2-3个剩余的中子,因而这些中子又会让其它的铀原子裂变,构成一个链式反响!

这里有两个问题,一个是原子内部原子核太小,中子有必要撞到原子核才干反响,所以足够大的铀块是要害,这个足够大的铀块就能够计算出一个临界质量,这便是原子弹的装药量有必要要大于多千克的原因!这个归于军事用处,本文就不多说了!

另一个则是裂变发生的中子是快中子,因而有必要要用含氢的物质将其减速,毫无疑问含氢最多的便是水,但科学家发现氘的作用更好,因而用水来做减速剂的便是轻水反响堆,用氘的天然便是重水反响堆啦!

当然还有一个问题是防止失控的链式反响,因而还有中子吸收棒,叫做核反响堆的操控棒用来吸收中子操控反响速度。

怎么将热量传递出来?

这就有两种架构了,一种是沸水堆,轻水反响堆可所以沸水堆,也可所以压水堆,沸水堆很简略了解,直接加热水,构成蒸汽推进蒸汽轮机,优点是简略,缺陷一次二次放射性不阻隔,压水堆则是运用高压的中子减速剂水将热量传递出来烧水,优点当然是阻隔啦!

另一种重水堆就有必要是压水堆了,优点是铀燃料浓度能够极低,因为重水减速中子功率高嘛,还有一个原因是重水反响堆能够提取钚,会导致核分散,因而重水堆的运转是被严厉监督的!

一克铀的能量究竟有多大?

裂变时亏本质量为0.0946%,那么能够计算了,依据:

E=MC?

c为光速,m为质量,单位为千克,因而一克铀-235彻底裂变所发生的能量大约是:

85,022,239,908.5J

这些能量大约相当于多少标准煤呢?1吨标准煤的热值大约为29270MJ,很简略就能算出来约为2.9吨标准煤!这仅仅一克铀的能量,假如遍及的话,能操控多少大气污染呢?不过也不要疏忽了核废料的处理和污染。

49-2池式核反响堆的来历以及改造原理,怎么阻隔辐射?

49-2池式核反响堆是一个试验堆,它是我国第一个自主规划、自主制作的反响堆,从前为我国“两弹一艇”研发做出奉献,被称为“勋绩研讨堆”,而且是我国运转时刻最长的反响堆,至今现已55年的前史。

什么是池式核反响堆

研讨堆中最常见的类型,堆芯安装在水池底部,水池常压,一般状况下水的对流即可将热量均匀加热,即便试验堆时空,上千吨水也能供给超越数十天的处理时刻,因而这种结构简略牢靠的反响堆是最常用的试验堆!

池式核反响堆结构图

改造49-2反响堆供热

我国先进研讨堆(CARR)的均匀卸料燃耗仅有32%~33%,远低于燃料检测到达的最大燃耗71.8%,也便是说依然有40%一切的燃料依然能够运用,因而怎么将这些烧过的半乏燃料运用起来就成了进步动力运用率的要害!

这些燃料在核反响堆中功率现已严峻下降,但在供热堆中却彻底没有问题,因而只要将二次回路中的放射性阻隔做到位,而且池式核反响堆是常压运转,整个供热回路将是十分安全的!

中核集团“燕龙”泳池式低温供热堆总规划师、原子能院科技委主任柯疆土解说称,将49-2改构成供热堆不是技能问题,而是大众承受的程度,毕竟是归于核反响堆的领域,心思冲击仍是比较大的!

49-2的池式核反响堆回路阻隔是设置在厂房内的两级换热器进行放射性阻隔,即便是一二次水的换热器破损,因为二回路压力大于一回路,放射性污染也不会从供热管道进入用户侧,因而从规划上杜绝了放射性污染分散到用户侧的或许!

其实全球现已有57座核反响堆在发电的一起用于供热,首要散布在冰冷的东欧,如俄罗斯、乌克兰等,我国在1981年就现已提出低温核反响堆供热研讨方案,现在现已彻底把握低温核供热技能,所以大众彻底不需忧虑。

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