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核能:从裂变迈向聚变
来源:中国核网 时间:2020-03-13 字体:[ ]

迄今,核裂变能一直存在三大问题:能否安全运转;原料能否保障供应;核废料如何安全储存。目前,几个大国在加强国际合作的同时都在积极研究从核裂变迈向核聚变。

如果受控核聚变得以实现,人类将获得安全、清洁、廉价和取之不竭的能源,从而在保护生态环境的情况下实现经济社会可持续发展。据世界核能协会(WN A )统计,截至2012年11月,全球共有30个国家运行着436台核电机组,总装机容量为3 .74亿千瓦;13个国家正在建设62台核电机组,总装机容量为6300万千瓦;27个国家计划建设167台核电机组,总装机容量为1.82亿千瓦。2012年全球核电铀需求量为67990吨。

igkbet娱乐官网核电站是利用原子核裂变反应放出的核能发电的装置。其核心是核反应堆,它是一个能维持和控制核裂变反应的装置,在这里实现核能—热能转换。

“弃核”还是“兴核”!

igkbet娱乐官网世界核电产业发展很不平衡。据世界核能协会统计,截止2009年2月,全球运营的核反应堆共436座,核电装机总容量达371927M W e,约相当于全球电力装机总容量的8%。

进入21世纪以来,一些国家掀起核电站建设新热潮。2009年11月英国公布核能扩建计划,提出兴建10座核电站。日本经济产业省2010年3月19日公布的“能源基本计划”草案中心内容包括将核能发电作为“低碳电力资源的核心”,计划在2030年前至少新建14座核电站。韩国提出在2015年前,除在建的4台核电机组外,再建8座核电站,将核电占比提升至45%。

igkbet娱乐官网日本福岛核电站事故发生后,一些国家展开“弃核”还是“兴核”之争。日本陆地面积仅占世界陆地面积的0.1%,却集中世界每年发生地震的10%,不具备继续扩建核电站的自然条件,退出“核电大国”俱乐部在所难免。但日本国内缺少化石能源资源,去核电化将影响仍不景气的经济。

核电站是利用原子核裂变反应放出的核能发电的装置。

灾难与科学相伴

igkbet娱乐官网世界第一座核电站运行60多年来,已发生三次事故,越来越多的核废料储存也存在巨大隐患,特别是铀等资源能否保证供应,引起各方关注。从核裂变迈向核聚变是核电业发展大势所趋。

核裂变原料主要是铀。在全球已探明铀矿资源储量中,澳大利亚占25%,哈萨克斯坦占20%,其他铀矿资源储量较多的国家有加拿大、俄罗斯、乌兹别克斯坦和尼日尔等非洲国家。日本曾在1955年12月制定的《原子能基本法》中就明确把钍与铀并列为核裂变“原料”。

2010年9月,日本内阁府原子能委员会代理委员长铃木达次就核裁军和防止核扩散提出“十项建议”中再次提出,应开发钍核电技术。据科学家们估计,全球钍矿资源储量比铀矿资源储量多三、四倍,分布在许多国家,已探明钍矿资源储量足够世界使用100年。

钍在反应堆燃烧过程不产生钚—制造核武器的原料,不仅核废料较少,而且放射性也比铀少得多,是一种安全的核裂变原料。

igkbet娱乐官网“裂变”迈向“聚变”

igkbet娱乐官网铀、钍矿资源都是不可再生资源。因此,一些国家正大力研发从核裂变迈向核聚变。从核裂变迈向核聚变是核电业发展大势所趋。

igkbet娱乐官网目前,受控核聚变领域的研发重点有二:一是利用氢同位素为原料,二是利用氦-3为原料。

氦-3是一种公认的高效、清洁、安全核聚变原料。椐科学家们估计,100吨氦-3就可提供目前全世界一年的能源使用量。但是,在地球上氦-3的储量极少,不具有开发价值。因此,一些国家正在研发利用氢同位素为原料,即核聚变原料主要是氢、氘和氚。氘也叫重氢,1公斤海水中含有0.034克氘,故地球海洋里有约23.4万亿吨氘,足够人类使用几十亿年。

igkbet娱乐官网科学家从一升海水可提炼1/6克氘,其聚变后放出的能量相当于300升汽油燃烧释放的能量。浙江大学物理学教授盛正卯介绍,从海水中提炼氘技术已掌握,问题是核聚变过程中不能实现可控,一旦解决了可控的核聚变难题,不仅将解决全世界的能源问题,而且放射性微少,不产生核废料,对环境的污染很小。 


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