印度得意的“快堆”技术是什么号称领先中国年,位居世界前列中国快中子快堆核反应核燃料核裂变

它的特别之处让印度非常得意,甚至有大胆的印媒,直接宣称该项技术印度领先中国20年,今天我们就来看看究竟有多厉害,是否真如他们所说。

我们目前大多数时候使用的核能源清洁无污染,但有两个致命点:一个是核泄露后果不堪设想;另外一个就是,核能源属于一次能源,我们再节约也用不了多少年。针对第二个问题,科学家们已经想到了办法——快堆技术。

核裂变,又称核分裂,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。而在重核分裂成较小原子的这一过程中,会产生巨大的能量,我们就可以利用这些能量进行发电。

而关于“快堆”技术和通常的核裂变发电有什么不同,首先,我们要插播一个物理小知识,不是所有的重核都适用于核裂变,只有铀-235、 钚-239和铀-233这三种材料能用。

目前核电站都是以燃烧铀-235为主,但很可惜的是,即使反应堆释放出来的能量巨大,但天然铀中可以用的铀-235仅仅有0.714%,其余的铀中99%以上的都是铀-238,这意味着可用的铀资源非常少。

铀矿

并且全世界铀矿一共也只有459万吨,每年要用十几万吨,这样算下来的话,几十年就用完了,那就不能通过“核裂变”产生核能供我们用了,当然各国科学家也不是吃素的,这些年来也在想办法。

一种资源不够用时,我们通常会想到两种办法:一种就是使用化学合成的方法继续生产,另外一种就是寻找其他性质相似的东西来代替。

对于我们的核反应,显然是第二种方法更适用,可能只需对铀-235的同位素铀-238稍加改变就行了,于是就有了“快堆”技术。

印度“快堆”技术是怎么来的?

但是印度这个国家人口众多,资源匮乏,铀矿资源也是极少,更别说可用的铀-235了,但是他们钍矿物资源非常丰富,大大约占了全世界的四分之一,那当然不能浪费,要抓住一切机会好好利用,于是印度科学家便充分挖掘钍的“潜质”,终于有了重大突破。

钍有一个特殊性质,钍-232在吸收一个中子之后会变成同位素钍-233,钍-233接连衰变两次就变成了铀-233,铀-233和铀-235很相似,铀-233吸收中子后也可以发生链式反应,从而产生巨大能量,成为一种重要的核燃料。

钍矿

只要不放弃,办法总比困难多,印度的核电发展就是一个很好的例子。

他们本国铀资源十分稀缺,这就直接限制了他们核武器方面的发展,看着各国都在崛起,他们也不甘落后,于是就找到了铀-235的替代品钍-232。

印度在建的“快堆”

深入了解“快堆”技术的奥秘

通过对核裂变的初步认识,我们知道了反应堆里面大部分是不能用的铀-238,只有一小部分是可用的铀-235。

但是,铀-238也不是一无是处,它对高速中子的捕获概率要远远大于铀-235,如果中子的再生量由于铀-238的捕获而降低,整个链式反应就会被破坏,所以一般的核裂变就会通过使用中子慢化剂降低中子速度,阻止铀-238的吸收捕获。

而我们的“快堆”技术正是反其道而行之,快中子反应堆没有加中子慢化剂,利用铀-238捕获中子能力强这一特性,来产生增值核燃料。

具体是怎么操作的呢?简单来说,铀-238吸收一个中子之后,经过两次β衰变,变成了钚-239,这个新的裂变元素产生增值效应,从而产生更多增值燃料,所以“快堆”技术大大提高了我们对天然铀的利用。

当然,要使用这种方法必须确保使用的铀的高浓度的浓缩铀,才能防止中子被吸收使反应终止。

虽然“快堆”反应对铀元素浓度要求超高,但其形成的核燃料闭合式循环越烧越多,核燃料产量是普通核反应的两倍,这个技术的产生使铀资源的利用至少提高60%,所以怎么算都是“快堆”技术更实用。

“快堆”技术的发明可以说核反应的一个里程碑了,这个技术投入使用后,贫铀和海水里微量的铀都可以利用,“快堆”技术也得到了世界的普遍认可,发展和推广快堆技术有望解决世界能源的绿色发展问题和可持续发展问题,我们就不用担心资源不够用了,真正达到了”取之不尽用之不竭“。

印度快堆虽然没有直接用铀-238作核反应燃料,但他们能通过钍的特殊性质了解到钍也可以通过一系列反应变成铀-233,提供巨大能量,与使用铀-238的快堆技术也是异曲同工之妙。

俄罗斯是最早开始运营“快堆”的国家,印度和它比起来水平如何?

世界上唯一商业运作的快中子增殖堆是俄罗斯的别洛雅尔斯基核电站的BN600快堆,已经快运行了40年,热功率高达1470兆瓦,电功率有600兆瓦。

就只拿功率来说,孟加拉海湾附近卡尔帕卡姆投产的大型快中子反应堆也才500兆瓦,并且比俄罗斯晚了30-40年,俄罗斯也没有宣称他们的快堆技术超过印度30年,还没有建成的印度快堆倒是很自信,敢放出赶超中国20年的话。

当然,印度快堆如此自信也是有原因的,印度快堆并不是简单参照俄罗斯的模式,而是有独特的方法,也就是我们刚刚阐述的用钍元素作核燃料,这一点确实是印度创新的,优势也比较明显。

我国的“快堆”技术又怎么样?

快堆技术也是如此,“快堆”这个概念在1960年被提出,我国紧接着就进行技术跟踪。

1987将快堆项目列入“863”计划以来,获得了骄人的成绩。获得省部级以上的科研成果奖36项,获得各种荣誉称号的有50余人,“863”计划中还安排了9大课题61个子课题,建成约20套实验装置和钠回路……这个成绩已经相当不错了,但我们的科研工作者没有一丝松懈,一直在为中国核发展做贡献。

经过30、40年的风雨兼程,我们终于开始规划“快堆”这条路怎么走。

2005年我国制定了快堆发展的国家战略,并制定了“实验堆、示范堆、商用堆”三步走计划;2012年11月,国家863计划重大项目——中国实验快堆工程近日顺利通过专家验收,标志着“三步走”战略取得重大突破,也标志着我国在四代核电技术研发方面进入国际先列。

这些年我国快堆技术也是有成果的,2011年我们就实现了实验快堆成功并网发电,如今福建霞浦也有一个示范堆在建造,并有望在2023年投产。

按计划,2030年将陆续建造一批商用快堆,借鉴印度,我国也在对钍元素进行研究,在不久的将来,我们也将打破铀-235作为唯一核燃料的束缚,实现更好更快的发展。

在我国甘肃省武威市,伫立着世界上第一座商业化钍基熔盐堆,被称为“未来核电领头羊”。钍基熔盐堆安全系数高、转换效率高、节约水资源、环境兼容性高,并且钍资源远远比铀资源丰富,是一项颇有前景的全新核能源系统。

除此之外,2011年我国就实现了实验快堆成功并网发电,现在福建霞浦也有一个示范堆在建造。

只能说,我国核电事实就摆在这儿,数据也公开透明,我们从来不逞一时口快,步步谨慎,不代表就落后于人,即使我们有什么大成就,在没有落地之前也不敢这样夸下海口。即便如此,也不代表着就落后于印度,落后20年更是过于夸张的无稽之谈。

THE END
0.印度核电发展现状2013-2014年,NPCIL通过5.3 GWe的核容量提供了35 TWh的印度电力,总容量系数为83%,可用性为88%。 截至2014年12月,印度反应堆运行总堆时410年。 由于化石燃料短缺,印度这种燃料状况,也促使核电投资迅速发展,2050年核能目标贡献率是25%,预计将需要1094 GWe的基本负荷能力。 jvzquC41rq}ft7np/gt/exr1jvsm1ytygt336977264tj}rn
1.全球核电再启动,铀矿“十年等一回”除中国外,俄罗斯和印度的核电装机增量亦不容小觑 俄罗斯:持续扩大核电占比,新建与延寿同步进行,计划到2045年建造29座新核反应堆,预计2023-2030年俄罗斯新增核电机组占全球增量的13.1%,对应铀需求增量共0.3万吨U3O8。自2000年恢复核生产以来,俄罗斯持续推动核电发展,2016年俄罗斯政府颁布核电新增政策,计划到2030年除正在jvzquC41ycrmu}wggvio0lto1cxuklqgu1983==49
2.印度声称可建立“战略平衡”,外媒认为还存在诸多短板,印度为国产核潜“今日印度”网站称,虽然这艘核潜艇让印度海军对于核潜艇的操作有了第一手经验,但“收益是有限的”,因为该潜艇主要仍由苏联水手驾驶,印度艇员不允许进入潜艇的导弹室或靠近反应堆。上世纪90年代末,为期10年的租赁协议到期后,这艘潜艇被归还给俄罗斯。不甘心的印度海军又于2012年至2021年向俄罗斯租借了一艘更先进的jvzq<84yyy4ykwmwcpku0lto1oomr{t142852B541896f;;43dh8:=:2::=5e9j94g:49:
3.铀矿科普—3原子能工业1938年奥托·哈恩(德国人,1879~1968)发现铀的核裂变,并证实铀核裂变时会释放出巨大能量。到20世纪40年代初,著名物理学家恩利克·费米(美籍意大利人,1901~1954)领导的研究组建成人类第一台(可控)核反应堆——芝加哥一号堆(Chicago Pile-1),首次实现了人类历史上铀核的可控自持链式裂变反应,标志着人类自此开启了jvzquC41yy}/dxl0eqs/ew4|ijmzfƒo1h|rn1‚pmr1<12B591kteg3jvor
4.这个印度版“两弹一星”的电影让中国人有共鸣(核弹英雄)影评《核弹英雄》描述了1998年,在对邻国(中巴)拥核的忧虑下,苏联解体后盟友缺失的恐慌中,印度顶住国际舆论压力,避开美国为首的西方世界的监控,在博克兰成功进行秘密核爆试验的热血故事。 尽管故事从类型到题材,都大相径庭,但还是很容易让人联想到去年底、今年初大卖的萨尔曼﹒汗动作大片《猛虎还活着》,两者的核心主题jvzquC41oq|jg7iqwdgo0lto1tkwkn|1;87:2=81
5.院士称中国落后印度核废料如何“闭式循环”据中国工程院院士、中国核工业集团公司快堆首席专家徐銤介绍,快堆闭式循环是中国未来的主要核循环路线,这一技术可以从热堆和快堆乏燃料中反复提取钚和铀,进入快堆再循环,充分利用铀资源,实现废物最小化。 快堆全称是快中子增殖堆,其反应过程裂变产生的快中子不会被减速,可将铀238转化为钚,实现裂变材料增殖,可使铀资jvzquC41gpksi‚3zow4ff~3ep1oohx4323903=880jzn
6.莫迪再次"薅技术":美国法国谁会给印度核电梦"打钱"?根据《核损害民事责任法》(CLND Act),招标建造一座220兆瓦(MW)巴拉特(Bharat)小型反应堆将把建设核电站的所有财务风险推给了私营企业,而国有电力公司NPCIL则保留了许多利益,包括对核电站的所有权和控制权。 《核损害民事责任法》还规定,所有公司及其供应商必须为印度发生的任何核事故负责。一些业内专家认为,这一条款jvzquC41hktbplj0uktb0lto0et0txqn14637654/3:0fxh/kpkloyh2;836960ujznn
7.核航母?搭载54架舰载机,满载65000吨,美媒:世界第三稳了1. 核反应堆技术:印度缺乏建造舰用大功率核反应堆的经验,其国产核潜艇的反应堆功率远不足以推动6万吨级的航母。 2. 电磁弹射系统:即便是技术领先的美国,在福特号航母上也遭遇了电磁弹射系统故障频发的问题,印度要想自主突破这一技术,难度可想而知。 jvzquC41okr/uxmw0eun1j4;5:>75A5:a382;?6875
8.印度想拥有核动力航母,这次靠买是行不通了设计技术历史经验表明,印度军工项目的时间表与最终成果往往存在巨大落差。维克兰特号航母延期12年才服役,阿琼坦克研发周期跨越三代人。如果巨人号在2025年未能如期启动设计,或2028年拿不出可用的核反应堆,这个耗资千亿卢比的计划很可能沦为PPT工程。正如新德里国防分析师维尔马所言:在军工领域,复制学霸的作业本容易,但要考出同样分数需要真才实学。印度现在要证明的,正jvzquC41okr/uxmw0eun1j4;55>:6@<2a3823<;957
9.印度公布核动力航母计划,核反应堆技术或来自俄罗斯?印度公布核动力航母计划,核反应堆技术或来自俄罗斯? 红星领章变星杠,四袋到两袋,军衔变革背后的考量 #硬核深度计划 福建舰完成全球首次五代舰载机电磁弹射作业,电磁弹射性能碾压福特号 福建舰完成三型舰载机起降训练,栗正杰盛赞:已具备全战力 志愿军9兵团血战新兴里,美“北极熊”部队的军旗差点被志愿军用来蒸馒头 乌jvzquC41rkz/kojpi0ipo8h1:oqSq~:GKuQ