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核电基地的秘密 你知道几个?
浏览660次  更新时间:2017-10-10

有人说,你们总说核能是清洁能源,清洁在哪呢?我们来举个例子,同样是一百万千瓦的装机容量,火电厂需要的燃料,每天都要一列四十节的火车运送;而核电厂所需要的燃料,一年只需一辆重卡运送就够了,两者相差了大概有十万倍。

尽管使用核能这样的清洁能源,蓝天会多起来,可是有关“核”带来的辐射,却成了大家议论的焦点。

鄂尔多斯盆地是中国第二大沉积盆地,盆地的地层主要是砂岩,在这些砂岩的下面,埋藏着我们要寻找的砂岩铀矿

一根根岩芯从地下四百多米被提上地面,像挤牙膏似的、岩芯被水缓缓送出。工人们洗掉泥浆,岩芯就露出了本来面目。不过这些岩芯,也不全是铀矿,只有物探人员的仪器编录数值达到12以上才能算是铀矿,12以下都是自然界的基本数值。

铀矿

看到这里,又有人要说了,

这些都是有辐射的吖,

好多专家不就是搞什么

原子弹啊核武器啊被辐射,

最后身体很不好吗?

在自然界,辐射是无处不在。宇宙射线、土壤、甚至是人体自身带有的放射性核素,构成了通常所说的“天然本底照射”。据世界权威机构的统计,我们接受的天然辐射平均是一年两个毫希弗左右。

其实对于照射来说,它是一个量的积累,是有时间的概念的。在矿区工作的人员,胸口都佩戴了辐射剂量仪,每年都会把它送到权威的机构进行检测。而检测出来的数值,他们每年只比普通人高了二点多个毫希弗。这是个啥概念呢,咱就这么说吧,影响人体健康的数值是一百毫希弗,矿区工作人员每年接受到的辐射是远远低于这个数值的。再说明白一点,矿区勘探人员每年的职业照射、就相当于做一次X光透视。对于那些只要一咳嗽就惊天动地去拍胸片的同志来说,请问谁受的辐射更多呢?

这里是一处“地浸法”铀矿开采试验场。地表几乎见不到什么,这里就像普通的农庄,老乡可以种庄稼,可以放牧,而且饮用水都没有任何影响。

在砂岩铀矿分布区,勘探工人按一定网度钻出很多钻孔,然后从注液孔注入溶浸液,使铀与溶浸液充分接触而溶解,形成含铀水溶液,也就是浸出液。接着再将浸出液通过抽液孔提出地表,最后在工厂把铀提取出来。经过提取加工后的铀,俗称“黄饼”。这样的“黄饼”,又是怎么变身成为核燃料的呢?

内蒙古包头市,这里有我国最早、也是当前走在最前列的核燃料生产基地。在这里生产的元件,相当于核电站的粮食。铀在这里会被做成各种各样的核元件,有棒状的,还有球形的,还有套管形的,各种各样。重水堆的核燃料元件,是将天然铀转化,压制成为二氧化铀芯块,芯块装入锆合金的包壳内,再将包壳管的两头焊上端塞、密封。

这个基地让人啧啧称奇的地方在于,芯块制备车间内,几乎是一整套智能化生产。车间内很少见到工人,车床中间的通道上,只见黄色的自动导航车,它们是负责搬运芯块的机器人。只有在最后一道工序,也就是将芯块推送到包壳管里,才出现了工人的身影。

在这儿,工作时要面对这么多芯块,工人所受的职业照射每年也只比普通人高出1.3个毫希弗。

不过话说回来,核燃料在使用过后要干嘛去呢?我们都知道核燃料在裂变时会产生大量的放射性物质,那么燃烧使用之后的核燃料是不是就没有放射性了呢?它们都被存放在哪里?它们真的一无是处了吗?还有没有其它的用途?

哎呀呀,你们问题这么多,小科一个个回答得累死了,干脆就带你们去看几种不同类型的反应堆,看完之后保证你秒懂!

这里,面临杭州湾,是建有我国第一座核电站的秦山核电基地。目前,秦山基地运行机组已达9台,总装机容量656.4万千瓦,每年输送约500亿千瓦时的电量。

不是去看反应堆吗,为啥讲秦山核电基地呢?我说~不来核电基地,本科上哪给你搞反应堆去?!

压水堆

压水堆核电站主要是利用铀-235核裂变反应所释放的能量进行发电的发电厂。

对用于核燃料的铀来说,铀-235的含量非常低,天然铀中,铀235的含量只占0.7%,如果用于核燃料,必须将铀-235从其他同位素中分离出来,浓缩使之成为浓度为3%5%的铀-235,作为核燃料用于压水堆发电。

重水堆

秦山核电基地运行的9台机组中,秦山三期核电工程的2台机组采用的是重水堆技术。

压水堆使用的冷却剂和中子慢化剂是普通的水,也就是轻水,而重水堆使用的冷却剂和中子慢化剂是重水。它能够以天然铀或者回收铀作为燃料。这对于乏燃料的再利用无疑是一个很好的解决办法。

这里插播一句,什么是乏燃料呢?燃烧之后的核燃料并不是核废料,它们被称作“乏燃料”。乏燃料从反应堆卸出之后,还带有一定反应性,因此需要放入到一个特殊的水池中去储存。水池中的水并不是清水,而是加入了适当的硼元素,它能够吸收剩余的中子,降低危险性。

快堆

快堆是快中子反应堆的简称,它与当今世界400多座核电站所用的主力堆型,主要差别是在核燃料的利用上。在快堆中,使用的核燃料是钚239和铀238,当钚239发生裂变时,会释放出快中子;这些快中子又会被铀238吸收,变成钚239,从而使快堆中的核燃料变多,推动核裂变反应循环持续下去。因此,快堆也被称为增殖堆。

这看起来就是三种不同的反应堆,但是其间大有联系。具体的原理小科就不给你费劲扒了,简单来说就是压水堆的乏燃料可以拿来作为重水堆的新燃料循环使用。同时,这些乏燃料中还有大量的铀和钚,通过后处理环节再分离出铀和钚,其中,回收钚可用作快中子反应堆的燃料。这样一来,能源得到最大化利用,同时也降低了它辐射的风险。

 

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