走进核能，细看人类与它爱恨交织的80年——未来

 【蜂耘网  新能源】 今天

 

 如果想要查阅

 

 居里夫人当年的笔记本

 

 你需要穿上专门的防护服

 

 从特制的铅盒中将其取出

 

 这是因为这些笔记本仍然具有放射性

 

 而这种放射性还将持续至少1500年

 

居里夫人手稿（制图：罗梓涵，图片来源：Wikimedia Commons）

 

 这也是核电发展到今天

 

 依然存在的最大问题

 

 核废料

 

 它们虽是核燃料使用后的残余

 

 但仍然具有强烈的放射性

 

 长久以来

 

 我们也只能经过复杂的处理后

 

 将其埋入地下

 

 依靠时间的力量消除辐射

 

 尽管第三代核电站

 

 对可能发生的泄漏

 

 进行了严防死守

 

 但如果不能从根本上杜绝事故的发生

 

 或者减少甚至消除核废料

 

 核电站的争议就将永远持续下去

 

 于是

 

 这项光荣而艰巨的使命便交到了

 

 第四代核电站手里

 

 2021年12月20日

 

 全球首台第四代商用核电机组

 

 在中国山东石岛湾核电站

 

 实现并网发电

 

 它采用的高温气冷堆结构

 

 核泄漏的概率为零

 

 因为这座核电站的燃料

 

 被包覆在特殊材料制成的球体中

 

 即使在高达1600℃的温度下也不会破损

 

 而这远远超过了

 

 核反应堆能够达到的最高温度

 

 也就是说

 

 这是一道真正牢不可破的屏障

 

高温气冷堆球形燃料结构示意图（制图：郑伯容）

 

 而另一种第四代核电站

 

 快中子反应堆核电站

 

 则从根本上减少了核废料的产生

 

 它使用的燃料钚239

 

 在裂变时释放的中子

 

 可以使外围的铀238变成钚239本身

 

 也就是说核燃料“越烧越多”

 

 核废料自然就越来越少

 

 相比传统的压水堆核电站

 

 燃料利用率可提高到60%以上

 

快中子反应堆“燃烧”过程示意图（制图：罗梓涵）

 

 此外

 

 第四代核电站还有

 

 熔盐堆、超临界水冷堆等其他类型

 

 尽管目前大部分尚处于实验阶段

 

 但在不远的将来

 

 无论是经济性、安全性还是可靠性

 

 它们都将是能源市场上最有力的竞争者

 

山东石岛湾核电站，是全球首座球床模块式高温气冷堆核电站，也是世界上第一座具有第四代核能系统安全特性的核电站。（图片来源：中国华能）

 

 但这还不是最清洁的能源技术

 

 有另外一种核反应

 

 可以真正实现“零废料”

 

 它便是让太阳熊熊燃烧的

 

 核聚变

 

 核聚变是指两个较轻的原子核

 

 结合成一个较重的原子核

 

 同等质量的原子核

 

 通过聚变释放的能量

 

 是裂变的4倍之多

 

 并且在这个过程中

 

 不会产生任何危险的放射性物质

 

核聚变反应示意图（制图：罗梓涵）

 

 但核聚变的实现

 

 比核裂变更加困难

 

 要加热到

 

 1亿摄氏度以上

 

 才可能发生

 

 而聚变武器氢弹

 

 也只有依赖原子弹爆炸产生的高温

 

 才得以引爆

 

 

 而如何约束上亿摄氏度的原子核

 

 并将这些能量可控且持续地释放出来

 

 则是人类面临的另一项挑战

 

 就在2021年的5月28日

 

 中国的受控核聚变实验装置

 

 位于安徽合肥的“人造太阳”

 

 全超导托卡马克（EAST）

 

 首次实现1.2亿摄氏度下持续“燃烧”101秒

 

 一举打破由韩国保持的世界纪录

 

 仅仅半年之后

 

 它又将7千万摄氏度下运行的纪录提高到了1056秒

 

 尽管核聚变的商业应用依然遥远

 

 但这些不断突破的纪录也意味着

 

 人类距离核聚变的能源时代

 

 又近了一步

 

位于安徽合肥的全超导托卡马克装置，也被称为“东方超环”。（图片来源：人民视觉）

 

位于四川成都的中国环流器二号M装置，它是我国目前规模最大、参数最高的先进托卡马克装置。

（郑铁流 摄，图片来源：中核集团）

 

 从蹒跚起步

 

 到大起大落

 

 再到绝处逢生

 

 人类驯化原子核的道路

 

 可谓一波三折

 

 它曾给我们带来伤痛

 

 也曾给我们带来欣喜

 

 但在无数先驱的努力下

 

 曾经“放荡不羁”的原子核

 

 也越来越接近我们心中的

 

 理想能源

 

 尽管我们不知道

 

 明天还有多少艰难的挑战

 

 但回看核能

 

 这段不到百年的发展历程

 

 我们有理由相信

 

 一个坎坷但注定光明的未来

 

 正如诺贝尔和平奖获得者

 

 阿尔贝特·施韦泽说过

 

 “我忧心忡忡地看待未来，但仍满怀美好的希望。”

 

 核能亦如此

 

工作人员正在进行核燃料更换。（赖虔瑜 摄，图片来源：中国广核集团）

 

 

  （蜂耘新能源网  责任编辑：田园）