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风机倒了，高铁停了，下一个会是核电吗？
热度 28 Jacking 2011-7-15 23:56
风机倒了，高铁停了，下一个会是核电吗？
风机，高铁，核电，这是被国人寄予厚望的三大产业。低碳经济，高新科技，自主创新，一个个让人兴奋的概念，一次次国家产业规划的调整，一项项重大工程的上马，确实很难让处在其中的决策者保持者理性的和清醒的头脑。 都是世界第一 我国风电装机容量从 2002 年年底的 45 万千瓦一路激增，到 2010 年年底总装机容量已经突破 4000 万千瓦。中国风机 8 年间增长了 88 倍，已经超过美国，成为全球风电装机的世界第一。 2007 年 4 月，中国还没有真正的高铁， 2010 年 12 月，中国高铁运营里程已达到 7531 公里。在不到四年的时间里，中国高铁已经占了世界高铁里程的 30% 以上，成为世界高铁运营和在建规模的世界第一。 我国现有核电装机容量约 1300 万千瓦（ 13 个反应堆），而按国家的规划，到 2020 年要达到 7000 到 8000 万千瓦（约 80 个反应堆），甚至有提出到 2025 年超越美国（超过 100 个反应堆），成为核电装机容量世界第一。 质量是否过关？ 去年年底，各大媒体相继报道了我国风机故障的问题，如《南方周末》报道的 《中国风机折翼》 ；中新网的 《风机质量问题引发忧虑 专家呼吁加强政策引导》 ；中国经营报的 《国内风机质量问题出现隐忧 能源局组织展开专题调查》 。 最近，各大媒体又相继报道了京沪高铁 4 天 3 故障的新闻，如央视 7 月 14 日的 《新闻 1+1 》 。 从风机和高铁来看，“大跃进”式的发展的确难以保证必要的质量。核电还处在大规模建设中，未来是否会出现问题，现在很难估计。 为何需要如此之快？ 如果把一个产业看做一个蛋糕，那么国家已经把这个蛋糕拿出来了。但是，风机，高铁，尤其是核电这三块蛋糕并不是随随便便都能够吃的。这是真正的高科技产业，除了具体的市场之外，还要以整个国家的制造水平为前提，要以相关人才为基础，要以相关制度为保障。 而在当下的中国，在这种圈地式竞争下，谁能真正静下心来花个十年八年开发核心技术，谁能真正静下心来制定长远的人才战略规划，谁能真正静下心来制定确实可靠的质量体系保证制度？ 风机，高铁的问题已经暴露，是否应该给予中国核电建设必要的警示呢？
个人分类: 核能科普|9269 次阅读|41 个评论
[转载]公众对核电理解的十大误区
Jacking 2011-7-10 10:21
公众对核电理解的十大误区 发表于3 天前 | 作者: wukingp | 分类: 博文观点 , 译稿 | 破蛋日:2011年07月07日 | 流行热度: 33 views° 误区1：美国人每年的核辐射大部分来自于核电站 事实：我们被自然发生的辐射包围其中。美国人每年实际来自核能的辐射其实只占其年平均辐射的0.005%；这个辐射量低于来自煤辐射的1% ，低于一次横跨美国空中飞行辐射的0.5%，也就只相当于一年吃一只香蕉所受的辐射那么多 。（编者按：每吃一根香蕉，人体内将增加0.05毫克具有放射性的钾40）。 误区2：核反应堆可以像核弹一样爆炸 事实：反应堆完全不可能像核武器那样爆炸；核武器包含有很特殊的材料而且需要特定的配置，这两者都不存在于一个核反应堆中。 误区3：核能对环境有害 事实：核反应堆在运行期间没有温室气体排放。在他们释放能量的全部寿命中,其结果相比可再生能量的形式排放就如风能和太阳能 。不过，相对于其他形式的能量，核能需要占用更少的土地。 误区4:核能不安全 事实：核能同等安全或安全于任何其他形式的可供选择能源。在美国商业核电的50年历史中，没有任何一个公众成员曾经因核电受伤或者死亡。事实上,最近的研究表明,工作在核电站里比办公室还要安全 。 误区5：对于产生的大量核废料我们束手无策 事实：在过去50年里，每个核电厂产生的所有乏燃料,可以填补一个深度小于10码的足球场,而96%的这种“废料”是可再生循环的 。目前所有的乏燃料都安全储存着。美国国家科学院和各个主要国家的等效科学顾问团都支持地质处置废弃物安全，因此其成为世界上最受欢迎的最终处理方法 。 误区6：大部分美国人都不支持核能 事实：在2009年进行的调查发现，有70％的美国人支持核电 。此外，84％的美国人认为核能可作为未来电力的重要来源，70％的人会接受在最近的核电厂区建一个新的反应堆。 误区7：美国的“切尔诺贝利型”事故会杀死数千人 事实：切尔诺贝利型事故在苏联之外应该不会再发生，因为这种堆型从未在美国建造或经营。在切尔诺贝利事故已知死亡大多是紧急第一反应者 。已知受到了高辐射剂量的人群中，由于癌症发病率的上升太小以致于无法衡量其他因素导致的癌症，如空气污染和使用烟草。 误区8：核废料不能被安全的运输 事实：目前乏燃料是被卡车、铁路、船舶安全地运送。迄今为止，已有数千运出货量无泄漏或特别设计的桶产生裂缝 。 误区9：乏燃料10000年内都是致命的 事实：乏燃料可以循环再造成为新的燃料和副产品 。来自这一过程的大部分废料将需要存储少于300年的时间。最后，不到1％的具有长达10000年的放射性。这部分并不比在自然界中发现的一些物体放射性要强，并且可以很容易地屏蔽，以保护人类和野生动物。 误区10：核能并不能减少我们对国外石油的依赖 事实：如今核能产生的电可以驱动电动火车和地铁以及汽车。它被用于推动船舶也有超过50年的历史。自从它不被限制使用于军事船只和冰断路器，核电使用会继续增加。在短期来看，核电可以为扩大集体运输和插入式混合动力汽车提供电力。小型模块化反应堆可以给夏威夷，波多黎各，楠塔基特和关岛等依赖进口石油来运行电网的岛屿提供电源。在长期来看，核电可以生产用于燃料电池和氢合成液体燃料的使用来直接降低我们对外国石油的依赖。 参考文献： National Council on Radiation Protection and Measurements No. 92 and 95 CDR Handbook on Radiation Measurement and Protection P.J. Meier, “Life-Cycle Assessment of Electricity Generation Systems and Applications for Climate Change Policy Analysis,” 2002 Nuclear Energy Institute ( www.nei.org ) K.S. Krane, Introductory Nuclear Physics, John Wiley and Sons, 1988 Progress Towards Geologic Disposal of Radioactive Waste: Where do We Stand? , Nuclear Energy Agency, OECD report, 1999 ( http://www.nea.fr/rwm/reports/1999/progress.pdf ) Perspectives on Public Opinion, NEI publication, June 2008 Chernobyl Forum reports 20-year findings, offers recommendations, Nuclear News, Oct-05 DOE Fact Sheet ( http://www.ocrwm.doe.gov/factsheets/doeymp0500.shtml ) K.S. Krane, Introductory Nuclear Physics, John Wiley and Sons, 1988 来源： http://www.ans.org/pi/resources/myths/ 翻译：核技术网摘
个人分类: 核能科普|2809 次阅读|0 个评论
[转载]我国核电面临的资源、技术、安全问题与挑战
sunapple 2011-7-4 20:01
1. 我国发展核电的必然性 能源是社会和经济发展的基础 , 是人类生活和生产要素。随着社会的发展，能源的需求在不断扩大。核能不仅单位能量大，而且资源丰富，是公认的唯一现实的可大规模替代常规能源的清洁、经济能源。 国际原子能机构（ IAEA ）组织 2003 年 5 月统计，全球正在运行的核电机组到 2002 年底共有 441 座，总发电能力为 3597TW ，发电量约占全世界总发电量的 16% ，即约为总发电量的 1/6 。目前全世界还有 32 座核电机组正在兴建。 我国一次能源分布极为不均匀， 70% 的煤炭资源分布在西北地区，水电资源主要分布在西南地区，而经济发达的东南沿海地区，煤炭资源仅占全国的 1% ，水电资源不足 6% 。全国铁路运输能力的 40% 和水运总量的 1/3 用于煤炭运输。至 2000 年底，我国发电装机容量达到 319320MW ，其中水电 79350MW 占 24.9% ；火电 237540MW 占 74.4% ；核电 2100MW ，占 0.7% ；风力、太阳能等新能源发电约 330MW 。 我国核电在今后十年内会有快速的发展，据有关报道，在 2020 年前，力争使核电的发电总量从现在的 900 万千瓦增加到 4000 万千瓦，占我国发电装机容量的比例从 1.5% 增加到 4% 。也就是说在今后十几年中，中国要兴建一批核电站。 2002年俄核俄州核电厂硼酸腐蚀事故，硼酸在6英寸厚钢制封头上腐蚀一个足球大的孔洞。 （图片来源： The New York Times reports ； http://www.treehugger.com/files/2010/06/nuclear-reactor-eaten-leaky-acid-again.php ） 日本 Tsuruga-2 稳压器仪表管咀发现硼结晶并确认是 PWSCC 引起的。这是最近一起稳压器泄漏事件，稳压器的上部仪表管咀和底部的加热套管处所用材料有 600 合金，其 PWSCC 也值得关注。 全世界范围内采用 600 合金作传热管的蒸汽发生器由于一回路侧、二回路侧的应力腐蚀开裂问题，大部分不得不整体更换蒸汽发生器。由于蒸汽发生器更换所需要的工期长，维修代价非常大。 除了核安全屏障外，其它设备的腐蚀损坏同样对核电站的安全运行造成影响，特别是公众形象。例如二回路设备高能设备的腐蚀，象汽轮机的冲蚀，二回路管到的流体加速腐蚀（ FAC ），这些设备如果腐蚀程度很深的话往往会造成设备的严重损坏或人员伤亡。 最近日本 Mihama-3 核电站二回路给水管线的破裂大量蒸汽外喷导致 5 人死亡，几十人受伤的事件，就是由于二回路管道的流体加速腐蚀造成的。该事件虽然与核安全无关，但是对核电站在公众中的形象还是造成了很大的损害。 另外冷凝器传热管因腐蚀穿孔泄漏，循环冷却水进入二回路，使二回路水质严重超标，不但影响二回路设备腐蚀速率增加，更重要的是蒸汽发生器的杂质积累变得更加严重。 　 我国广东省深圳市的 大亚湾 核电厂维修检查期间，曾发现一条盛载冷却水的钢管出现裂痕，泄漏微量辐射。（来源 : 2010-11-16 16:16 世界经理人文摘 http://digest.icxo.com/htmlnews/2010/11/16/1423860_0.htm ）。据香港核电投资有限公司董事总经理陈绍雄在回应媒体查询时表示， 大亚 湾 核电厂的一个机组反应堆上月底进行例行大修，工作人员在辅助冷却系统的管道发现问题，上报后拆开组件检查，确认有异常，再通报国家核安全局，验证后评为一级事故。不会影响公众安全。 除了上面讨论的这些设备外，其它设备象与海水接触的循环冷却水系统、大型的储存灌等压力容器、酸碱盐设备等设备的腐蚀都给核电站的安全运行带来影响。 腐蚀产物带来的不良影响主要有两种： 腐蚀产物将沉积在回路的发热部位，如一回路燃料元件棒表面、二回路蒸汽发生器二次侧传热管束表面，会导致热传导不良，积垢部位过热而损坏，而这些部位则是核电站中非常敏感的设备。一回路腐蚀产物因受放射性辐照而活化，变成放射性核素，粘附在设备的内表面非常难以清除，最常见的是钴元素。这给这些设备的维修带来很大的麻烦，会大大增加维修人员吸收的剂量。 3.3 人才短缺 核电人才短缺是个全球性的问题，我国也不例外。中国核能行业协会发布的调查数据表明，过去核电行业发展较为缓慢，但近年来，扩张式发展带来的人才渴求比较强烈。 2015 年的人才需求比较急迫； 2015 年后，随着人才队伍在实际工作中成长，人才将进入饱和期，人才需求趋于平稳。核电人才专业性非常强，企业培养一名成熟的核电人才一般需要 8 ～ 10 年的时间。 核电站投入运营后，两台百万千瓦级核电机组需要 800 ～ 1000 人的队伍，其中核相关专业需要约 400 人。有预测显示，按照目前核电的发展速度，到 2020 年总共需要近 5000 名核专业技术人员。我国目前只有 清华大学、上海交通大学、西安交通大学和哈尔滨船舶工程学院 等 4 个高校设有核动力相关专业，培养的人才远远满足不了未来核电发展对人才的需求。近几年，随着大批新建核电项目开工，高端人才不断稀释，新人成长缺乏足够的培训和积累。与此同时，一批有经验的技术和管理人才陆续退休，我国核电行业普遍出现了人才资源短缺。 未来我国核电规模发展面临的挑战还体现在核电制造水平不高、安全监管能力薄弱和核燃料后处理能力不足等方面。总的来看，各地在核电项目的规划建设中要统筹考虑好核电发展与人才、燃料、制造等方面的关系，地方发展核电的梦想与现实间的距离还是越小越好。 “ 现在核电 产 业 链上的 各个环节都非常缺人 ，不光是核电站的建设缺人，核电技术的研发、核燃料的供应和处理等也非常缺人。 ”“ 核物理方向的人才并不短缺，相比而言， 更缺少核工程方向的人才。 ”“ 核工程方向不缺中高层，缺少一线和低端的技术人才 。 ” 所缺少的一线和低端的技术人才包括： 核电管理方面，核电现场的运营管理、整个施工现场的管理、操作员的管理，安全控制、计划安排和保证，以及设备维护 等方面都非常缺人。核电建设方面，整个建设场面的控制、各个部门分工和衔接等，也缺少一大批专业人才。 3.4 核废物无法处理 俄罗斯人将核废料放置在靠近芬兰的海底，曾出现核泄漏，导致芬兰人夜不能寐。 核电跃进，核废物处理亟待解决（ 2010 年 12 月 06 日 17:55:03 来源： 瞭 望东方周刊） 。核电跃进，核废物 “ 老无所依 ” 。核电大建设席卷中国沿海和内陆，涉及重大安全的核废物处置环节却在核电产业链上留下空白。 核能虽是清洁能源，但其产生的废物不仅不清洁，甚至非常危险。根据放射性的不同，核废物分为高放废物和中低放废物。其中，反应堆用过的核燃料称为乏燃料，具有极高放射性，核电站使用过的工作服、手套、废弃退役的仪器设备等则属于中低放废物。尽管乏燃料只占废物的 1% ，但却对人体危害极大。其中一种被称为钚的核素，只需摄入 10 毫克就能致人死亡。根据规划，我国 2020 年建成的 70 个反应堆，加上当时在建的 30 个反应堆，全寿期 (60 年 ) 产生的乏燃料将为 14 万吨。而目前， 由于中国的高放射性核废物的处置研究还属于初级阶段，所有的乏燃料都暂存在核电站自建的硼水池中，急切等待一个永久性的处置库安身 。中国对中低放废物已经有了较为成熟的处置技术，不论是固体核废料还是液体核废料，都先进行固化处理，然后装进 200 升的不锈钢桶，放在近地表的处置库。目前，中国已建成了两个中低放废物处置场：位于甘肃玉门隶属于中国核工业集团的西北处置场、位于广东北龙由中国广东核电集团建造的华南处置场。高放废物的处置则是一个世界性难题。乏燃料中的众多放射性元素都拥有数以万年计的半衰期，长的约为 210 万年，短的也有近 500 年。对于高放废物的处置，科学家曾提出 “ 太空处置 ” 、 “ 深海沟处置 ” 、 “ 岩石熔融处置 ” 等方案，但从工程技术的角度来说，唯一可行的是深部地质处置，也就是 “ 挖坑埋 ” ：将乏燃料废液制成玻璃化的固体，装入可屏蔽辐射的金属罐中，放进位于地下 500 ～ 1000 米的处置库内。 “ 考虑到处置库中的废物毒性大，半衰期长，要求处置库的安全评价期限至少要达到 1 万年。这是目前任何工程所没有的要求。 ” 王驹说， “ 从工程技术的角度来说没有本质的难题，关键问题在选址，也就是如何向监管部门和社会公众证明埋在这里是绝对安全的。 ” 3.5 核废料归宿难觅 美国已明确将于 2017 年建成尤卡山高放废物处置库，芬兰也将于 2020 年建成乏燃料处置库。但中国的高放废物处置库仍没落定。早在十几年前，负责为高放废物处置库选址的核工业北京地质研究院已经圈定了华东、华南、西南、内蒙古、西北和新疆这 6 个预选区。在进行初步比较后，焦点聚集在了甘肃北山地区。 1989 年，北京地质研究院的选址队开始踏入北山。北山是中国最适合建造高放废物处置库的地方：这里人少、经济极不发达、地壳稳定、花岗岩体规模巨大完整、干旱、地下水流速缓慢，一切都切合选址标准。北山是国内目前工作程度最深的场址。 1989 年以来的研究成果表明，该区目前没有颠覆性问题，是一个有远景的预选区。但是，北山并非板上钉钉。除了北山外，其他 5 个区域的钻孔调查也即将开始，然后在几个点中平行比选，挑出三个最好的，再从中选一。备选区域可能在内蒙古和新疆。因为涉及地质、水文、气象、生态等复杂因素，北山之所以没有最后确定下来，也是因为各方对它的看法还没有完全统一，有人持不同意见。 （ http://news.xinhuanet.com/observation/2010-12/06/c_12853051.htm ） 1986 年初夏，建设中的秦山一期核电站进入核反应堆安全壳施工阶段（秦山核电公司资料照片）。 2005 年 1 月 15 日是我国核工业创建 50 周年纪念日。 2. 我国核电现状 核电工业是一个技术密集型高科技产业，也是一个国家综合实力的象征。我国核电站建设坚持 “ 以我为主、中外合作 ” 的方针逐步推动国产化相结合，实现自主设计、自主制造、自主建设、自主营运的发展目标。 20 世纪 80 年代初开始，我国自行设计建造了秦山核电站，利用外资、引进国外技术、设备及管理经验合作建造了大亚湾核电站。九五期间，我国相继建成了秦山二期、秦山三期核电站，岭澳核电站，引进俄罗斯技术合作建造的田湾核电站也即将投入商业运营。十五期间，岭澳二期、浙江三门核电站、广东台山核电站已经投入建设准备，山东海阳、辽宁大连及湖南、重庆、甘肃等省也陆续开始核电站建设的调研工作。 我国已运营和核准的核电机组达 4393 万千瓦，超过国务院批准的 2020 年核电 4000 万千瓦的装机规模（ 2010 年 8 月底）。我国核电站正在运行的有 13 台，在建的有 26 台（中央电视台 2010 年 12 月 13 日）。全国已完成核电厂址初步可行性研究，准备新上的核电项目总规模为 2 亿多千瓦。截至 2011 年 9 月底，国务院已核准 34 台核电机组，装机容量 3692 万千瓦，其中已开工在建机组达 25 台、 2773 万千瓦，是全球核电在建规模最大的国家。到 2015 年，我国将形成 “ 东中部核电带 ” ，即在辽宁、山东、江苏、浙江、福建、广东、广西、海南等沿海省区加快发展核电；稳步推进江西、湖南、湖北、安徽、吉林等中部省份内陆核电项目。 3. 我国核电面临的问题与挑战 3.1 铀资源不足 资源的瓶颈可能成为限制中国核电装机容量继续增长的主要因素。中国的铀矿储量并不给力。中国核能行业协会公布的数据显示，中国现在已探明的铀矿储量只够 2020 年 1/3 的用量。中国铀矿储量基本满足 2020 年核电装机容量达到 4000 万千瓦的需要。如果我国实现超常规发展，将来需要依赖进口。很多人用油气进口的惯性思维来推断中国可通过进口来满足国内核电项目对铀资源的需求。实际上，铀矿的贸易严格受国际原子能机构的监控。目前还没有任何一个西方发达国家向中国出口铀。在一些铀资源丰富的非洲国家，西方公司占据了高品质的铀矿。面对中国不断攀升的核电发展目标，国外燃料企业随时可提高燃料价格。由此来看，中国核电发展只有保证了充足通畅的燃料供给，才能考虑进一步扩大装机。如果铀矿资源受控于人，不管建多少核电站，最终都将面临铁矿石一样的困境。 3.2 某些关键材料及技术没掌握 这些关键核电材料包括 核电用不锈钢、锆管，几乎全靠进口； 加工技术包括压力容器 ( 包括蒸发器等 ) 用钢及其特大锻件稳定化生产、热处理、焊接、腐蚀防护。 3.2.1 关键材料 压力容器是核电厂最重要的设备，在核电厂整个寿期内不可更换。 508-3 钢已成为通用选择。我国试制和生产 508-3 钢也已有多年的历史，基本具备满足我国核电厂建设需求的条件。但是，我国并没有完全摸清该钢不同吨位大锻件的最佳化学成分配比、冶金质量精细控制技术、最佳热加工工艺和最佳的热处理工艺，这些严重制约着 508-3 钢特大锻件的稳定化生产。另外，随着构件设计尺寸的加大，应注意到 508-3 钢的淬透性极限问题，否则是无法保证压力容器性能的均匀性和稳定性 。虽然具有更好淬透性的压力容器用钢正在开发之中，但要积累足够的辐照后的数据需要时间。 蒸汽发生器用耐蚀合金 Inconel690 管。近年来的核电厂运行实践证明，相对而言， Inconel690 因其具有较好的抗应力腐蚀性能是目前最适用压水堆核电机组蒸汽发生器的传热管材料。我国目前不能进行这种钢管的工业规模生产，核电厂建设全部依靠进口。 2007 年 6 月 28 日宝钢股份公司和江苏宜兴银环精密钢管厂合资在江苏宜兴成立了宝银特种钢管有限责任公司 , 我国在生产装备上将具备生产核用高质量 Inconel690 管的能力。但这只是迈出了核用高质量 Inconel690 管国产化的关键一步，我国仍然需要组织各方科研力量，结合生产实际情况，解决现场制造中的诸多难题以及服役环境下可能出现的问题。 300 系列奥氏体不锈钢。核电厂反应堆一般多选用奥氏体不锈钢。奥氏体不锈钢在水堆中的应用主要包括：堆芯结构件、堆内元件、压力容器内壁堆焊层、一二回路冷却循环系统、汽轮机部件等。从不锈钢生产线装备水平而言，我国太原钢铁公司和宝钢股份不锈钢分公司目前处于世界领先水平。从不锈钢的冶金技术水平而言，我国亦处于世界先进水平。但是，核用不锈钢的生产是个系统工程，从冶金企业出厂时品质优良并不意味着制成反应堆构件后的品质仍然优良。 我国引进的 AP1000 主管道设计采用整体锻造 316LN 异形弯管，不锈钢锭重量达到 90t 左右，存在巨大技术挑战。作为世界上第一个 AP1000 核电站建设的总承包商，美国西屋公司目前正在世界范围内组织 316LN 主管道技术攻关。在工程应用中，奥氏体不锈钢构件易出现应力腐蚀、晶间腐蚀和疲劳腐蚀问题，这些问题与冶金、制造和使用都有关系，这些问题必须得到关注、控制和解决。 3.2.2 焊接材料与技术 焊接材料与技术是核电厂建造最重要的技术之一，没有合理、完善和可行的焊接材料与工艺技术就无法完成核电厂的建造，在工程实践中出现的很多问题都直接或间接地与焊接有关。目前我国在核电厂焊接材料研发和工艺技术方面与国外相比存在着差距，需要组织力量攻关解决，其中包括自动化焊接方法的开发和应用。 3.2.3 材料的腐蚀与防护 腐蚀是核电厂设备结构失效的主要模式之一，目前，核电机组的预期设计寿命是 60 年。为保障核电机组能在整个寿期内安全可靠运行，材料的腐蚀与防护问题是必须面对的长期问题。 核电设备的腐蚀问题是保障核电站安全运行的重要技术之一。根据核电站功能单元，可将核电站的腐蚀分为一回路不锈钢应力腐蚀、腐蚀疲劳；镍基合金腐蚀；二回路 FAC 腐蚀；循环水及 BOP 设备的腐蚀。核电站腐蚀研究的重点是核电站材料的腐蚀，其中镍基合金腐蚀是核电站材料腐蚀研究的核心。目前核电站腐蚀问题的解决依然以对国外技术的引进消化吸收为主，广东核电集团根据我国核电发展的形势，提出 “ 核电技术创新 ” 工程，在引进法国 EDF 、美国 EPRI 防腐蚀技术的基础上，与苏州热工院合作首次建立了核电站设备腐蚀大纲，对核电站腐蚀问题进行系统、全面的管理。 核电站的腐蚀除了海水和海洋大气造成的腐蚀外，二回路中汽轮机的冲蚀、二回路汽水二相管道的流体加速腐蚀、蒸汽发生器的多种腐蚀失效模式的综合、一回路压力边界的高温水应力腐蚀开裂、核岛设备的硼酸腐蚀、高辐照区的辐照应力腐蚀开裂等等都是核电站面临的腐蚀问题，并且根据过去的运行经验来看，它们对核电站的运行安全和经济成本造成了比较大的影响。 由于核电站属于高投入高产出设施，百万千瓦级核电站停堆一天，可损失数十到上百万美元。美国沸水堆和压水堆核电站在 1980-1994 年期间 , 沸水堆再循环管道和压水堆蒸汽发生器管的应力腐蚀破裂是主要原因，估计损失在数百亿美元以上。美国在国会支持下于 1999 年开始对 1998 年度美国由于腐蚀导致的损失进行调查，于 2002 年发表了世界著名的调查报告，美国 1998 年腐蚀的直接耗费是 1379 亿美元，电力系统为 69 亿美元，其中核电 :42 亿美元 ; 火电 :19 亿美元 ; 水电及其它 :1.5 亿美元 ; 输电及分配 :6 亿美元。 腐蚀给核电站安全运行带来的危害可以从三个方面来考虑：（ 1 ）腐蚀使核电站一回路、二回路或其它设备的完整性遭到破坏；（ 2 ）腐蚀产物在回路的发热部位沉积，还有是腐蚀产物受放射线辐照而活化，变成放射性核素；（ 3 ）腐蚀使一回路、二回路或设备完整性遭到破坏。 在现代核电站中，一般都有三道核安全屏障：核燃料包壳、一回路压力边界和安全壳。但是腐蚀对它们的完整性都能产生影响，其中腐蚀能使第一、第二道屏障直接破坏，对安全壳钢内衬也有影响。如燃料元件包壳锆合金的应力腐蚀开裂和高温水腐蚀能使它破损，它破损使裂变产物泄漏到一回路，增加一回路冷却剂的放射性；一回路压力边界镍基合金、不锈钢和低合金钢的一回路水应力腐蚀开裂（ PWSCC ）、硼酸腐蚀、辐照应力腐蚀开裂等等都能使其完整性遭到破坏，致使一回路放射性水泄漏。而蒸汽发生器传热管的破裂则使带放射性的冷却水漏入二回路污染了二次侧的水，并有可能最终带入环境。 这方面主要的案例有： 1991 年法国 Burry-3 核电站十年安全评审对一回路进行水压试验时发现控制棒驱动机构（ CRDM ）贯穿件有应力腐蚀开裂，并且有泄漏。这是最早发现 CRDM 贯穿件存在应力腐蚀开裂。此后，许多国家都加强了对该部位的检查，法国发现类似的事件最多，这可能也是法国电力公司（ EDF ）决定更换其所有有 600 合金的反应堆压力容器顶盖的原因。 2000 年美国 V.C. Summer 核电站发现一回路主管道 A 热管段管咀应力腐蚀开裂，并造成了约 90 公斤硼酸泄漏到安全壳厂房地面。 2002 年美国 Davis Besse 核电站发现反应堆压力容器顶盖 3# 管咀附近的大盖本体金属被硼酸腐蚀了一个大洞，这部分压力边界仅剩下 1cm 厚的不锈钢内衬层，并且在内衬层上也发现了裂纹。 2003 年美国 South Texas Project － 3 核电站发现反应堆压力容器底部贯穿件有应力腐蚀开裂并且有硼酸溶液泄漏。由于此部位温度相对较低，且此部位属于在整个核电站都不能更换的设备或部件之一，此事件还是引起核电界的广泛关注。 3.6 我国内地建核电的隐患 基于上述分析，我国内地建核电的隐患存在以下几点：（ 1 ）核电运行、核燃料、废料运输、储存、保管很难保证不出现意外；天灾人祸都有可能发生，材料的腐蚀属于正常现象，压力容器管道难免发生泄漏；（ 2 ）一旦发生战争，敌人可以捏住我们的命门，一颗导弹就可解决战争；（ 3 ）内地水资源如母亲河长江污染，流域十多个省市将无一幸免；（ 4 ）内地人口稠密，不利于疏散。 4 ． 结语 鉴于前苏联切尔诺贝利、日本今年的特大核事故，欧洲意大利、德国已经放弃核电，鉴于我国核电发展面临的资源短缺、材料装备技术、核电人才和核废料处置等问题和挑战，建议我国正在内地如湖南桃花江等地规划建设核电项目缓建或 停 建。 注 ：本人非核电专家，但对核电的发展很关注。本资料系根据去年秋给本科生上课的教案修改而成，材料都是从网上查找的，有些资料来源可能有疏漏，敬请有关人士指出，并请谅解。
个人分类: 技术力论坛|2 次阅读|0 个评论
我国核电面临的资源、技术、安全问题与挑战
热度 10 rczeng 2011-7-4 16:42
我国核电面临的资源、技术、安全问题与挑战 1. 我国发展核电的必然性 能源是社会和经济发展的基础 , 是人类生活和生产要素。随着社会的发展，能源的需求在不断扩大。核能不仅单位能量大，而且资源丰富，是公认的唯一现实的可大规模替代常规能源的清洁、经济能源。 国际原子能机构（ IAEA ）组织 2003 年 5 月统计，全球正在运行的核电机组到 2002 年底共有 441 座，总发电能力为 3597TW ，发电量约占全世界总发电量的 16% ，即约为总发电量的 1/6 。目前全世界还有 32 座核电机组正在兴建。 我国一次能源分布极为不均匀， 70% 的煤炭资源分布在西北地区，水电资源主要分布在西南地区，而经济发达的东南沿海地区，煤炭资源仅占全国的 1% ，水电资源不足 6% 。全国铁路运输能力的 40% 和水运总量的 1/3 用于煤炭运输。至 2000 年底，我国发电装机容量达到 319320MW ，其中水电 79350MW 占 24.9% ；火电 237540MW 占 74.4% ；核电 2100MW ，占 0.7% ；风力、太阳能等新能源发电约 330MW 。 我国核电在今后十年内会有快速的发展，据有关报道，在 2020 年前，力争使核电的发电总量从现在的 900 万千瓦增加到 4000 万千瓦，占我国发电装机容量的比例从 1.5% 增加到 4% 。也就是说在今后十几年中，中国要兴建一批核电站。 核电示意图 1986 年初夏，建设中的秦山一期核电站进入核反应堆安全壳施工阶段（秦山核电公司资料照片）。 2005 年 1 月 15 日是我国核工业创建 50 周年纪念日。 2. 我国核电现状 核电工业是一个技术密集型高科技产业，也是一个国家综合实力的象征。我国核电站建设坚持 “ 以我为主、中外合作 ” 的方针逐步推动国产化相结合，实现自主设计、自主制造、自主建设、自主营运的发展目标。 20 世纪 80 年代初开始，我国自行设计建造了秦山核电站，利用外资、引进国外技术、设备及管理经验合作建造了大亚湾核电站。九五期间，我国相继建成了秦山二期、秦山三期核电站，岭澳核电站，引进俄罗斯技术合作建造的田湾核电站也即将投入商业运营。十五期间，岭澳二期、浙江三门核电站、广东台山核电站已经投入建设准备，山东海阳、辽宁大连及湖南、重庆、甘肃等省也陆续开始核电站建设的调研工作。 我国已运营和核准的核电机组达 4393 万千瓦，超过国务院批准的 2020 年核电 4000 万千瓦的装机规模（ 2010 年 8 月底）。我国核电站正在运行的有 13 台，在建的有 26 台（中央电视台 2010 年 12 月 13 日）。全国已完成核电厂址初步可行性研究，准备新上的核电项目总规模为 2 亿多千瓦。截至 2011 年 9 月底，国务院已核准 34 台核电机组，装机容量 3692 万千瓦，其中已开工在建机组达 25 台、 2773 万千瓦，是全球核电在建规模最大的国家。到 2015 年，我国将形成 “ 东中部核电带 ” ，即在辽宁、山东、江苏、浙江、福建、广东、广西、海南等沿海省区加快发展核电；稳步推进江西、湖南、湖北、安徽、吉林等中部省份内陆核电项目。 3. 我国核电面临的问题与挑战 3.1 铀资源不足 资源的瓶颈可能成为限制中国核电装机容量继续增长的主要因素。中国的铀矿储量并不给力。中国核能行业协会公布的数据显示，中国现在已探明的铀矿储量只够 2020 年 1/3 的用量。中国铀矿储量基本满足 2020 年核电装机容量达到 4000 万千瓦的需要。如果我国实现超常规发展，将来需要依赖进口。很多人用油气进口的惯性思维来推断中国可通过进口来满足国内核电项目对铀资源的需求。实际上，铀矿的贸易严格受国际原子能机构的监控。目前还没有任何一个西方发达国家向中国出口铀。在一些铀资源丰富的非洲国家，西方公司占据了高品质的铀矿。面对中国不断攀升的核电发展目标，国外燃料企业随时可提高燃料价格。由此来看，中国核电发展只有保证了充足通畅的燃料供给，才能考虑进一步扩大装机。如果铀矿资源受控于人，不管建多少核电站，最终都将面临铁矿石一样的困境。 3.2 某些关键材料及技术没掌握 这些关键核电材料包括 核电用不锈钢、锆管，几乎全靠进口； 加工技术包括压力容器 ( 包括蒸发器等 ) 用钢及其特大锻件稳定化生产、热处理、焊接、腐蚀防护。 3.2.1 关键材料 压力容器是核电厂最重要的设备，在核电厂整个寿期内不可更换。 508-3 钢已成为通用选择。我国试制和生产 508-3 钢也已有多年的历史，基本具备满足我国核电厂建设需求的条件。但是，我国并没有完全摸清该钢不同吨位大锻件的最佳化学成分配比、冶金质量精细控制技术、最佳热加工工艺和最佳的热处理工艺，这些严重制约着 508-3 钢特大锻件的稳定化生产。另外，随着构件设计尺寸的加大，应注意到 508-3 钢的淬透性极限问题，否则是无法保证压力容器性能的均匀性和稳定性 。虽然具有更好淬透性的压力容器用钢正在开发之中，但要积累足够的辐照后的数据需要时间。 蒸汽发生器用耐蚀合金 Inconel690 管。近年来的核电厂运行实践证明，相对而言， Inconel690 因其具有较好的抗应力腐蚀性能是目前最适用压水堆核电机组蒸汽发生器的传热管材料。我国目前不能进行这种钢管的工业规模生产，核电厂建设全部依靠进口。 2007 年 6 月 28 日宝钢股份公司和江苏宜兴银环精密钢管厂合资在江苏宜兴成立了宝银特种钢管有限责任公司 , 我国在生产装备上将具备生产核用高质量 Inconel690 管的能力。但这只是迈出了核用高质量 Inconel690 管国产化的关键一步，我国仍然需要组织各方科研力量，结合生产实际情况，解决现场制造中的诸多难题以及服役环境下可能出现的问题。 300 系列奥氏体不锈钢。核电厂反应堆一般多选用奥氏体不锈钢。奥氏体不锈钢在水堆中的应用主要包括：堆芯结构件、堆内元件、压力容器内壁堆焊层、一二回路冷却循环系统、汽轮机部件等。从不锈钢生产线装备水平而言，我国太原钢铁公司和宝钢股份不锈钢分公司目前处于世界领先水平。从不锈钢的冶金技术水平而言，我国亦处于世界先进水平。但是，核用不锈钢的生产是个系统工程，从冶金企业出厂时品质优良并不意味着制成反应堆构件后的品质仍然优良。 我国引进的 AP1000 主管道设计采用整体锻造 316LN 异形弯管，不锈钢锭重量达到 90t 左右，存在巨大技术挑战。作为世界上第一个 AP1000 核电站建设的总承包商，美国西屋公司目前正在世界范围内组织 316LN 主管道技术攻关。在工程应用中，奥氏体不锈钢构件易出现应力腐蚀、晶间腐蚀和疲劳腐蚀问题，这些问题与冶金、制造和使用都有关系，这些问题必须得到关注、控制和解决。 3.2.2 焊接材料与技术 焊接材料与技术是核电厂建造最重要的技术之一，没有合理、完善和可行的焊接材料与工艺技术就无法完成核电厂的建造，在工程实践中出现的很多问题都直接或间接地与焊接有关。目前我国在核电厂焊接材料研发和工艺技术方面与国外相比存在着差距，需要组织力量攻关解决，其中包括自动化焊接方法的开发和应用。 3.2.3 材料的腐蚀与防护 腐蚀是核电厂设备结构失效的主要模式之一，目前，核电机组的预期设计寿命是 60 年。为保障核电机组能在整个寿期内安全可靠运行，材料的腐蚀与防护问题是必须面对的长期问题。 核电设备的腐蚀问题是保障核电站安全运行的重要技术之一。根据核电站功能单元，可将核电站的腐蚀分为一回路不锈钢应力腐蚀、腐蚀疲劳；镍基合金腐蚀；二回路 FAC 腐蚀；循环水及 BOP 设备的腐蚀。核电站腐蚀研究的重点是核电站材料的腐蚀，其中镍基合金腐蚀是核电站材料腐蚀研究的核心。目前核电站腐蚀问题的解决依然以对国外技术的引进消化吸收为主，广东核电集团根据我国核电发展的形势，提出 “ 核电技术创新 ” 工程，在引进法国 EDF 、美国 EPRI 防腐蚀技术的基础上，与苏州热工院合作首次建立了核电站设备腐蚀大纲，对核电站腐蚀问题进行系统、全面的管理。 核电站的腐蚀除了海水和海洋大气造成的腐蚀外，二回路中汽轮机的冲蚀、二回路汽水二相管道的流体加速腐蚀、蒸汽发生器的多种腐蚀失效模式的综合、一回路压力边界的高温水应力腐蚀开裂、核岛设备的硼酸腐蚀、高辐照区的辐照应力腐蚀开裂等等都是核电站面临的腐蚀问题，并且根据过去的运行经验来看，它们对核电站的运行安全和经济成本造成了比较大的影响。 由于核电站属于高投入高产出设施，百万千瓦级核电站停堆一天，可损失数十到上百万美元。美国沸水堆和压水堆核电站在 1980-1994 年期间 , 沸水堆再循环管道和压水堆蒸汽发生器管的应力腐蚀破裂是主要原因，估计损失在数百亿美元以上。美国在国会支持下于 1999 年开始对 1998 年度美国由于腐蚀导致的损失进行调查，于 2002 年发表了世界著名的调查报告，美国 1998 年腐蚀的直接耗费是 1379 亿美元，电力系统为 69 亿美元，其中核电 :42 亿美元 ; 火电 :19 亿美元 ; 水电及其它 :1.5 亿美元 ; 输电及分配 :6 亿美元。 腐蚀给核电站安全运行带来的危害可以从三个方面来考虑：（ 1 ）腐蚀使核电站一回路、二回路或其它设备的完整性遭到破坏；（ 2 ）腐蚀产物在回路的发热部位沉积，还有是腐蚀产物受放射线辐照而活化，变成放射性核素；（ 3 ）腐蚀使一回路、二回路或设备完整性遭到破坏。 在现代核电站中，一般都有三道核安全屏障：核燃料包壳、一回路压力边界和安全壳。但是腐蚀对它们的完整性都能产生影响，其中腐蚀能使第一、第二道屏障直接破坏，对安全壳钢内衬也有影响。如燃料元件包壳锆合金的应力腐蚀开裂和高温水腐蚀能使它破损，它破损使裂变产物泄漏到一回路，增加一回路冷却剂的放射性；一回路压力边界镍基合金、不锈钢和低合金钢的一回路水应力腐蚀开裂（ PWSCC ）、硼酸腐蚀、辐照应力腐蚀开裂等等都能使其完整性遭到破坏，致使一回路放射性水泄漏。而蒸汽发生器传热管的破裂则使带放射性的冷却水漏入二回路污染了二次侧的水，并有可能最终带入环境。 这方面主要的案例有： 1991 年法国 Burry-3 核电站十年安全评审对一回路进行水压试验时发现控制棒驱动机构（ CRDM ）贯穿件有应力腐蚀开裂，并且有泄漏。这是最早发现 CRDM 贯穿件存在应力腐蚀开裂。此后，许多国家都加强了对该部位的检查，法国发现类似的事件最多，这可能也是法国电力公司（ EDF ）决定更换其所有有 600 合金的反应堆压力容器顶盖的原因。 2000 年美国 V.C. Summer 核电站发现一回路主管道 A 热管段管咀应力腐蚀开裂，并造成了约 90 公斤硼酸泄漏到安全壳厂房地面。 2002 年美国 Davis Besse 核电站发现反应堆压力容器顶盖 3# 管咀附近的大盖本体金属被硼酸腐蚀了一个大洞，这部分压力边界仅剩下 1cm 厚的不锈钢内衬层，并且在内衬层上也发现了裂纹。 2003 年美国 South Texas Project － 3 核电站发现反应堆压力容器底部贯穿件有应力腐蚀开裂并且有硼酸溶液泄漏。由于此部位温度相对较低，且此部位属于在整个核电站都不能更换的设备或部件之一，此事件还是引起核电界的广泛关注。 2002年俄核俄州核电厂硼酸腐蚀事故，硼酸在6英寸厚钢制封头上腐蚀一个足球大的孔洞。 （图片来源： The New York Times reports ； http://www.treehugger.com/files/2010/06/nuclear-reactor-eaten-leaky-acid-again.php ） 日本 Tsuruga-2 稳压器仪表管咀发现硼结晶并确认是 PWSCC 引起的。这是最近一起稳压器泄漏事件，稳压器的上部仪表管咀和底部的加热套管处所用材料有 600 合金，其 PWSCC 也值得关注。 全世界范围内采用 600 合金作传热管的蒸汽发生器由于一回路侧、二回路侧的应力腐蚀开裂问题，大部分不得不整体更换蒸汽发生器。由于蒸汽发生器更换所需要的工期长，维修代价非常大。 除了核安全屏障外，其它设备的腐蚀损坏同样对核电站的安全运行造成影响，特别是公众形象。例如二回路设备高能设备的腐蚀，象汽轮机的冲蚀，二回路管到的流体加速腐蚀（ FAC ），这些设备如果腐蚀程度很深的话往往会造成设备的严重损坏或人员伤亡。 最近日本 Mihama-3 核电站二回路给水管线的破裂大量蒸汽外喷导致 5 人死亡，几十人受伤的事件，就是由于二回路管道的流体加速腐蚀造成的。该事件虽然与核安全无关，但是对核电站在公众中的形象还是造成了很大的损害。 另外冷凝器传热管因腐蚀穿孔泄漏，循环冷却水进入二回路，使二回路水质严重超标，不但影响二回路设备腐蚀速率增加，更重要的是蒸汽发生器的杂质积累变得更加严重。 　 我国广东省深圳市的 大亚湾 核电厂维修检查期间，曾发现一条盛载冷却水的钢管出现裂痕，泄漏微量辐射。（来源 : 2010-11-16 16:16 世界经理人文摘 http://digest.icxo.com/htmlnews/2010/11/16/1423860_0.htm ）。据香港核电投资有限公司董事总经理陈绍雄在回应媒体查询时表示， 大亚 湾 核电厂的一个机组反应堆上月底进行例行大修，工作人员在辅助冷却系统的管道发现问题，上报后拆开组件检查，确认有异常，再通报国家核安全局，验证后评为一级事故。不会影响公众安全。 除了上面讨论的这些设备外，其它设备象与海水接触的循环冷却水系统、大型的储存灌等压力容器、酸碱盐设备等设备的腐蚀都给核电站的安全运行带来影响。 腐蚀产物带来的不良影响主要有两种： 腐蚀产物将沉积在回路的发热部位，如一回路燃料元件棒表面、二回路蒸汽发生器二次侧传热管束表面，会导致热传导不良，积垢部位过热而损坏，而这些部位则是核电站中非常敏感的设备。一回路腐蚀产物因受放射性辐照而活化，变成放射性核素，粘附在设备的内表面非常难以清除，最常见的是钴元素。这给这些设备的维修带来很大的麻烦，会大大增加维修人员吸收的剂量。 3.3 人才短缺 核电人才短缺是个全球性的问题，我国也不例外。中国核能行业协会发布的调查数据表明，过去核电行业发展较为缓慢，但近年来，扩张式发展带来的人才渴求比较强烈。 2015 年的人才需求比较急迫； 2015 年后，随着人才队伍在实际工作中成长，人才将进入饱和期，人才需求趋于平稳。核电人才专业性非常强，企业培养一名成熟的核电人才一般需要 8 ～ 10 年的时间。 核电站投入运营后，两台百万千瓦级核电机组需要 800 ～ 1000 人的队伍，其中核相关专业需要约 400 人。有预测显示，按照目前核电的发展速度，到 2020 年总共需要近 5000 名核专业技术人员。我国目前只有 清华大学、上海交通大学、西安交通大学和哈尔滨船舶工程学院 等 4 个高校设有核动力相关专业，培养的人才远远满足不了未来核电发展对人才的需求。近几年，随着大批新建核电项目开工，高端人才不断稀释，新人成长缺乏足够的培训和积累。与此同时，一批有经验的技术和管理人才陆续退休，我国核电行业普遍出现了人才资源短缺。 未来我国核电规模发展面临的挑战还体现在核电制造水平不高、安全监管能力薄弱和核燃料后处理能力不足等方面。总的来看，各地在核电项目的规划建设中要统筹考虑好核电发展与人才、燃料、制造等方面的关系，地方发展核电的梦想与现实间的距离还是越小越好。 “ 现在核电 产 业 链上的 各个环节都非常缺人 ，不光是核电站的建设缺人，核电技术的研发、核燃料的供应和处理等也非常缺人。 ”“ 核物理方向的人才并不短缺，相比而言， 更缺少核工程方向的人才。 ”“ 核工程方向不缺中高层，缺少一线和低端的技术人才 。 ” 所缺少的一线和低端的技术人才包括： 核电管理方面，核电现场的运营管理、整个施工现场的管理、操作员的管理，安全控制、计划安排和保证，以及设备维护 等方面都非常缺人。核电建设方面，整个建设场面的控制、各个部门分工和衔接等，也缺少一大批专业人才。 3.4 核废物无法处理 俄罗斯人将核废料放置在靠近芬兰的海底，曾出现核泄漏，导致芬兰人夜不能寐。 核电跃进，核废物处理亟待解决（ 2010 年 12 月 06 日 17:55:03 来源： 瞭 望东方周刊） 。核电跃进，核废物 “ 老无所依 ” 。核电大建设席卷中国沿海和内陆，涉及重大安全的核废物处置环节却在核电产业链上留下空白。 核能虽是清洁能源，但其产生的废物不仅不清洁，甚至非常危险。根据放射性的不同，核废物分为高放废物和中低放废物。其中，反应堆用过的核燃料称为乏燃料，具有极高放射性，核电站使用过的工作服、手套、废弃退役的仪器设备等则属于中低放废物。尽管乏燃料只占废物的 1% ，但却对人体危害极大。其中一种被称为钚的核素，只需摄入 10 毫克就能致人死亡。根据规划，我国 2020 年建成的 70 个反应堆，加上当时在建的 30 个反应堆，全寿期 (60 年 ) 产生的乏燃料将为 14 万吨。而目前， 由于中国的高放射性核废物的处置研究还属于初级阶段，所有的乏燃料都暂存在核电站自建的硼水池中，急切等待一个永久性的处置库安身 。中国对中低放废物已经有了较为成熟的处置技术，不论是固体核废料还是液体核废料，都先进行固化处理，然后装进 200 升的不锈钢桶，放在近地表的处置库。目前，中国已建成了两个中低放废物处置场：位于甘肃玉门隶属于中国核工业集团的西北处置场、位于广东北龙由中国广东核电集团建造的华南处置场。高放废物的处置则是一个世界性难题。乏燃料中的众多放射性元素都拥有数以万年计的半衰期，长的约为 210 万年，短的也有近 500 年。对于高放废物的处置，科学家曾提出 “ 太空处置 ” 、 “ 深海沟处置 ” 、 “ 岩石熔融处置 ” 等方案，但从工程技术的角度来说，唯一可行的是深部地质处置，也就是 “ 挖坑埋 ” ：将乏燃料废液制成玻璃化的固体，装入可屏蔽辐射的金属罐中，放进位于地下 500 ～ 1000 米的处置库内。 “ 考虑到处置库中的废物毒性大，半衰期长，要求处置库的安全评价期限至少要达到 1 万年。这是目前任何工程所没有的要求。 ” 王驹说， “ 从工程技术的角度来说没有本质的难题，关键问题在选址，也就是如何向监管部门和社会公众证明埋在这里是绝对安全的。 ” 3.5 核废料归宿难觅 美国已明确将于 2017 年建成尤卡山高放废物处置库，芬兰也将于 2020 年建成乏燃料处置库。但中国的高放废物处置库仍没落定。早在十几年前，负责为高放废物处置库选址的核工业北京地质研究院已经圈定了华东、华南、西南、内蒙古、西北和新疆这 6 个预选区。在进行初步比较后，焦点聚集在了甘肃北山地区。 1989 年，北京地质研究院的选址队开始踏入北山。北山是中国最适合建造高放废物处置库的地方：这里人少、经济极不发达、地壳稳定、花岗岩体规模巨大完整、干旱、地下水流速缓慢，一切都切合选址标准。北山是国内目前工作程度最深的场址。 1989 年以来的研究成果表明，该区目前没有颠覆性问题，是一个有远景的预选区。但是，北山并非板上钉钉。除了北山外，其他 5 个区域的钻孔调查也即将开始，然后在几个点中平行比选，挑出三个最好的，再从中选一。备选区域可能在内蒙古和新疆。因为涉及地质、水文、气象、生态等复杂因素，北山之所以没有最后确定下来，也是因为各方对它的看法还没有完全统一，有人持不同意见。 （ http://news.xinhuanet.com/observation/2010-12/06/c_12853051.htm ） 3.6 我国内地建核电的隐患 基于上述分析，我国内地建核电的隐患存在以下几点：（ 1 ）核电运行、核燃料、废料运输、储存、保管很难保证不出现意外；天灾人祸都有可能发生，材料的腐蚀属于正常现象，压力容器管道难免发生泄漏；（ 2 ）一旦发生战争，敌人可以捏住我们的命门，一颗导弹就可解决战争；（ 3 ）内地水资源如母亲河长江污染，流域十多个省市将无一幸免；（ 4 ）内地人口稠密，不利于疏散。 4 ． 结语 鉴于前苏联切尔诺贝利、日本今年的特大核事故，欧洲意大利、德国已经放弃核电，鉴于我国核电发展面临的资源短缺、材料装备技术、核电人才和核废料处置等问题和挑战，建议我国正在内地如湖南桃花江等地规划建设核电项目缓建或 停 建。 注 ：本人非核电专家，但对核电的发展很关注。本资料系根据去年秋给本科生上课的教案修改而成，材料都是从网上查找的，有些资料来源可能有疏漏，敬请有关人士指出，并请谅解。
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退出核电以后怎么办？
songshuhui 2011-7-4 09:13
橡树村 发表于 2011-06-22 12:55 今年三月日本发生九级大地震连带超大海啸，导致福岛一号核电站事故频频。福岛这个核电站究竟发生了什么现在人们还不完全了解，但是无论如何核电的安全问题再一次摆到了人们面前，核电的发展前景再次蒙上阴影。在日本核电站事故发生不久的三月十五日，发达国家中反核声音最响的德国就暂停了八座核电站的运行。五月三十日，德国索性宣布这八座1981年前开始发电的核电站直接关闭，剩余的九座核电站也将在从现在起到2022年之前逐渐关闭。也就是说，按照这个政策，德国将在十二年的时间里面逐渐告别核电，比原来的计划提前了十四年。 历史悠久的反核浪潮 核电在德国电力供应中很重要，所占比例高达22%。2009年，德国总耗电量为5970亿度，来自核电的就有1350亿度。当然这个数字已经比2001年有所下降，2001年，德国核电的电量是1710亿度，占总电量的29%。尽管核电在德国如此重要，德国的反核力量却非常强大。早在1950年代，对核电的各种担心就能在西德听到，到1960年代，一些反核声音已经导致了几个核电项目在早期就被放弃。1970年代，德国民间的反核声音已经很强大，曾经成功阻止了一个已经完成了审批程序的核电厂的建造。等到1986年前苏联切尔诺贝利核事故爆发后，德国的反核力量进一步加强。1990年代末期，坚持反核立场的绿党进入德国联邦政府，反核终于成为政府政策。2002年，德国通过法案开始对核电进行限制，宣布将在2021年之前关闭所有核电站。这也就是德国核电在2001年达到顶峰后逐渐下降的原因。不过2007年俄罗斯的能源危机之后，默克尔政府开始怀疑核电退出之后德国能源供应的安全性问题，这一怀疑导致2010年九月德国延长了核电厂的服役期限，把退役期延长到2036年。这个决定当然遭到了德国反核力量的强烈抨击。这次默克尔政府核电政策的再次变化，只不过基本回到了一年前的政策上。德国民众对于核电问题非常敏感，特别是日本核危机之后，为了选票起见，默克尔只能让步。 核电需要逐渐淡出，俄罗斯的天然气供应的可靠性仍然是个未知数，默克尔这次提出的解决方案就是加大新能源的比例。这个政策与德国最近的发展也是一致的。2000年代，德国的可再生能源发展很快，太阳能发电的装机发电能力从2001年的195兆瓦增加到2009年的9677兆瓦，风能从2001年的8734兆瓦增加到2009年的25813兆瓦，并且这两种新能源的装机能力仍然在高速增长。到2010年，风电、太阳能、水电、生物质等加在一起，德国已经有17%的电力来自可再生能源，默克尔计划到核电完全退出之前把这个比例增加到35%。由于德国水电潜力有限，生物质能总量不足，目前占总供电量8%多一些的风电和太阳能就会是发展的重点。当然，绿党仍然说，这个比例不够。 无法完全依靠的清洁能源 但是默克尔政府原来的担心是很有道理的，风电和太阳能比例的过高的确会导致能源供应不稳定，因为风能和太阳能的最大问题就是来源不可靠。人类用电有一定的基本规律，在同一天内，用电量也有一个很明显的波峰波谷，一般的，随着上午上班，用电量开始增加，一直持续到前半夜，晚上九点十点以后，用电量才开始下降，到后半夜最低，如此反复。电这种能源形式是非物质的，发出多少电就需要用掉多少电，供电与耗电需要基本平衡，否则电网的稳定性就会受到威胁，这样，发电量同样需要一个波峰波谷。核电、火电由于使用了来源可靠存储方便的物质能源作为能源材料，其发电能力是可以随时调节的，需要多少，就可以在很短的时间内调节成多少，可以说是召之即来，挥之即去，对于稳定电网，保证足够的电力供应贡献巨大。 但是风电和太阳能就要麻烦了，特别是风电。风在可以预期的将来仍然是超出了人们控制能力的东西，风大的时候，风电会多得你用不掉，这还不算大问题，毕竟风电多了可以通过降低火电等高碳排的能源比例来进行调节；但是风小的时候，如果还赶上用电高峰，那可就很令人头疼了。此外人们对于风的预测仍然掌握很少，对于风电的供应缺乏可靠的预测机制，风电本身的波动性和不可靠性，就可电网本身的稳定性带来了很大的问题。 太阳能在这方面要比风能略好一些，因为至少太阳光照的变化是有一定规律的，是可以进行长期短期预测的。随着太阳日照的周期变化，太阳能每天都有一个供电波峰波谷，不过很可惜，这个波峰波谷与用电的波峰波谷在时间上仍然有很大的差异，并不能与实际用电的峰谷重合。比如夜晚仍然是用电高峰，太阳能这个时候的贡献率基本上是零。在理论上，风能和太阳能结合在一起，可以削平一些供电的变化，风能的广泛分布也会削平一些供电的波动，但是要是连续来上几个没什么风的阴雨天，风能和太阳能可就都无能为力了。虽然这种情况并不是经常发生，但是一年里面发生个几次的可能性还是有的，电网必须为这种情况进行准备。这个时候，就只能依靠随叫随到的能源来出力了。即能随叫随到又清洁低碳的电力形式是水电，有一些国家负责平衡风能太阳能供电的就是水电。但是由于德国自身的水电潜力不足，目前做这个工作调节的，主要就是火电和核电。 也就是说，在设计电网的时候，虽然在技术上可以允许比较高比例的风能、太阳能的存在，但是为了预防这种两者同时供能不足的情况，仍然需要建造大量的可靠能源作为备份，来保证能源的连续供应。换句话说，电网要求设计成可以在风电和太阳能贡献很少的情况下仍然可以运行，甚至风电和太阳能完全没有贡献，也不能影响供电。因为目前在德国承担这个任务的主要就是火电和核电，一旦核电从德国电网中退出，那么一个很直接的问题就是，谁来弥补这个空缺？ 仍然无法实用的蓄能技术 如果风能和太阳能可以存储起来，问题就不大了。风能太阳能充足的时候，把多余的电力存下来，等到供电不足的时候使用，这样，风能和太阳能自己就可以成为电网的主力。这方面，一些离岛的应用，小规模的示范，已经显示了实施的可能性。不过到目前为止，大规模能量存储的技术仍然无法满足实际应用要求。 目前唯一可靠的大规模储能技术是水电蓄能，做法就是在发电量多于用电量的时候，用电把水提到数百米的高处，利用水的势能把这些多出来的电力存储起来；等到发电能力不足的时候，就可以把这些放在高处的水流下来，同时把势能转变成电能进行发电。这个过程的能量效率受到多种因素的影响，比如所使用的设备的转换效率，水的挥发，实际的地形条件等等，一般总的来讲，在70%到85%的水平，还算是不错的。这个技术本身也非常成熟，早在1930年代就有了实际应用。这个蓄能方法的另外的好处，就是水电对于电力需求的响应非常快，可以在几秒钟的时间内就消耗掉多余的电量，或者发出所需要的电量，而作为能量调节主力的火电，改变发电能力往往需要几分钟的时间，不如水电便捷。对于电网来讲，越快速地实现电力的供需平衡，对于电网的冲击就越小，供电也就越加稳定。因为这个特点，水电蓄能已经在世界得到了广泛的应用，总装机能力已经超过104GW。 但是水电蓄能的储能密度很低，成本很高。把一立方米的水提高到100米的高处，所存储的能量仅仅有0.27度电，这样，要存储大量的电力，就需要非常大的库容，非常高的高度差。由于工程量浩大，水电蓄能只能在合适的地形来施工以降低成本，这样，其应用对于地形就有很大的要求，可以应用的地点有限，尽管如此，施工成本仍然昂贵。比如德国最大的Goldisthal蓄能水电站，可用库容有1200万立方米，但是只能存储850万度的电量。这个蓄能水电站的发电能力是1060兆瓦，仅是德国风能和太阳能发电能力的3%。这个项目是经过了十数年时间的论证，长达七年的施工才得以完成，总耗费6亿欧元。这个规模的蓄能水电站，德国目前只有三个，其他的水电蓄能项目规模要小很多。这些水电蓄能项目加在一起，德国目前的水电蓄能能力只有6600兆瓦，不到目前风能和太阳能装机能力的20%。如果德国计划继续扩大风能和太阳能发电能力，同时依靠水电蓄能来弥补风电和太阳能发电的不稳定性，就需要把目前的水电蓄能规模扩大十数倍。德国可能很难找到这么多适合水电蓄能的地点，也难以实现这种规模的投资。也就因为这个原因，世界上目前的水电蓄能仍然主要用于电网的短时间调峰，无法用于大规模可再生能源所发出的电量的存储。水电蓄能，显然不能完全解决核电退出后德国电力供应的安全问题。 水电蓄能至少已经成功在数千兆瓦的级别上有了成功应用，其他的蓄能方式就距离大规模应用非常遥远了。电池是民用小规模蓄能最普遍的方式，也已经有了数十兆瓦级别的应用，在一些偏远、离网的地区已经进入实际使用。但是总体而言，传统的蓄电池蓄能仍然是一个费用昂贵、维护成本高昂、使用寿命有限的方法。当然这方面的技术进步是有的。一些新的电池形式，比如液流电池和液态金属电池等也已经开始了数十兆瓦级别的工业尝试，体现出了相对传统蓄电池的优点，特别是成本优势，显示出了其用于电网蓄能的潜力；空气压缩和飞轮蓄能也已经在小规模有了成功应用；熔岩蓄能、冰冻蓄能、化学能蓄能等也已经有了小规模蓄能尝试，也有一定的工业化前景。但是所有的这些，工业化应用都是在刚刚起步，实际应用规模并不大，技术要完善到数千兆瓦甚至数万兆瓦的级别，还需要很长时间的工业实践和大量的资金以及人力投入，要真正解决德国数万兆瓦级别的电力储存问题，还相当遥远。当然，德国的科技实力雄厚，同时由于日本也准备放弃核电，自身缺少能源的科技大国日本同样需要面临蓄能技术的问题，两个国家都肯定会加大这方面的研发投入，大规模蓄能领域的技术进步应该会加快不少。但是科学研究、工程方法有其自身的发展规律，要利用这些技术帮助德国在2022年之前就解决大规模电网蓄能问题，基本上是不可能的。 没有可以使用的大规模蓄能技术，为了保证德国的电力供应，要么就需要扩大火力发电规模，要么就需要依赖欧洲电网。德国是欧洲的用电大户，占到全欧洲用电量的12%，在所处的欧洲中西部所占比例更高。由于西欧跨越时区并不多，德国自己的用电高峰期基本上就是欧洲中西部的用电高峰期，真正缺电的时候，很可能根本无法从欧洲电网补充到足够的电力，要得到能源安全的保证，只能尽可能自己来想办法。即使能够从欧洲电网得到支持，欧洲电网里面的核电比例可不低。目前在欧洲与德国一起宣布退出核电的只有瑞士，不过瑞士目前是在使用核电，同时出口水电赚钱。退出核电对于瑞士来讲，不过就是减少一些水电的出口，实际上降低了德国可以购买的电力的清洁程度。在德国周边，其他国家并没有放弃核电的计划，特别是核电大国法国。如果德国迫于降低温室气体排放的压力不扩建火力电厂，那么从法国或者周边国家购买核电很可能就是一个重要选择。但是自己放弃核电，却从邻居那里购买，甚至指望其他国家增建核电厂来确保自己的能源安全，说起来怎么也不好听的。 高昂的电力成本 扩大蓄能项目规模也好，扩大火力电厂建设也好，这都意味着德国在加大建设昂贵的风电和太阳能项目的同时，需要为这些清洁的发电能力提供一个可靠的备份。这样，即使风能、太阳能因为大规模工业应用、技术逐渐成熟而导致建造单价逐渐下降，电网的总的电力投资成本仍然会高居不下。投资成本的增高就必然会导致德国电价的增高，进而影响到德国工业的竞争能力。这本来也就是德国工业界对放弃核电的担心，也是默克尔政府曾经的担心，去年默克尔政府宣布延长核电厂服役期限，就是基于这个考虑。但是现在默克尔为了选票，显然已经顾不得这些了。 实际上，不用等到2022年，德国的电力供应就已经要出现问题了。由于今年突然关闭八座核电站，德国根本没有为这些供电能力的缺失进行准备。蓄能也好，清洁能源也好，项目的建设期都需要数年，最近几年能够立刻弥补供电缺口的，只有依赖煤炭的火电。这样，德国今年的二氧化碳排放量就肯定会是个问题。已经有分析人士认为这八座核电站的关闭会带来每年四千万吨的二氧化碳排放，很可能会影响到欧盟碳排交易体制内的碳排放许可需求，推高碳排放交易价格，为整个欧盟增加负担。此外，关闭这八座核电站，德国每年会有十亿欧元的税收损失，依赖这些税收维持的一些清洁能源项目，很有可能受到影响；如果维持这些投入，那么就会增加政府的财政负担。进一步的，由于所关闭的核电站所处的地理位置问题，德国的全国供电面临失衡，有可能到今年冬季局部地区就会出现供电不足的问题。虽然默克尔声称放弃核计划的决定是超越党派的，所作出的决定是不可逆的，但是这样的政策究竟能够坚持多久，还真的需要拭目以待。
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全球十大核电国家
热度 1 huailu49 2011-5-31 11:57
德国政府 5 月 30 日 宣布，将于 2022 年前关闭所有核电站，这样，德国成为首个宣布不再使用核能的主要工业国家。 根据英国《经济学人》杂志透露的数据，全球十大核电国家如下： 一、按核电年发电量排行： 1 、美国： 799 太瓦小时 2 、法国： 390 太瓦小时 3 、日本： 265 太瓦小时 4 、俄罗斯： 155 太瓦小时 5 、韩国： 140 太瓦小时 6 、德国： 130 太瓦小时 7 、加拿大： 85 太瓦小时 8 、乌克兰： 75 太瓦小时 9 、中国（大陆）： 65 太瓦小时 10 、英国： 60 太瓦小时 二、在以上 10 个国家中，再按核电占全国发电量比例排行： 1 、法国： 75% 2 、乌克兰： 49% 3 、韩国： 35% 4 、日本： 29% 5 、德国： 26% 6 、美国： 20% 7 、俄罗斯： 18% 7 、英国： 18% 9 、加拿大： 15% 10 、中国（大陆）： 2% （注： 1 太瓦小时 = 1 兆兆瓦小时）
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[转载]德国宣布将于2022年前关闭国内所有核电站
seawan 2011-5-30 16:47
德国宣布将于2022年前关闭国内所有核电站 2011年05月30日09:44 中国新闻网 我要评论 ( 718 ) 字号： T | T 2011年3月26日，德国柏林，受日本福岛核电站泄漏影响，德国民众游行反对进行核能源开发。 中新网5月30日电 据外电报道，德国环境部长30日宣布，德国将于2022年前关闭国内所有的核电站。德国将成为首个不再使用核能的主要工业国家。 受日本地震引发的核泄漏事故影响，瑞士政府25日表示，瑞士现有5座核电站将于2019年至2034年陆续达到最高使用年限。之后，瑞士将不再重建或更新核电站。目前瑞士电能近四成来自核电。 新华网柏林5月30日电（记者班玮）由总理默克尔领导的德国执政联盟经过近12个小时的磋商于29日深夜就德国放弃核电时间表达成妥协。根据这一计划，德国将于2022年前彻底放弃核能发电。 德国共有17座核电站。按照由德国基督教民主联盟、基督教社会联盟和执政伙伴自由民主党三党领导层达成的最新时间表，日本福岛核电站事故后被暂时关闭的7座1980年以前投入运营的核电站将永久性停运。德国其余的10座核电站原则上都将于2021年前关闭，但其中3座核电站可能将在新能源无法满足用电需求的情况下“超期服役”一年。 德国执政联盟是在日本福岛核电站事故后德国国内弃核舆论压力增大的情况下达成上述妥协的。核电存废在德国一直是敏感话题。一方面，由于担心核电安全问题，多数德国民众支持关闭核电站。另一方面，目前德国用电总量中有四分之一来自核电。尽管德国近年来在可再生能源利用方面取得长足进展，但决策者对可再生能源的预期发电量是否足以弥补关闭所有核电站造成的电力短缺并没有十足的把握。 2002年，当时的德国政府通过一项“核电逐步退出”的法令，确定到2022年左右关闭德国境内全部核电站。2010年10月，德国联邦议院通过了默克尔政府有关延长核电站运营期限的计划，将德国关闭最后一座核电站的时间由2022年前后推迟到大约2035年。 日本核电站事故后，默克尔政府于3月份成立伦理道德专家委员会，为政府制订“审慎退出核电”政策提供咨询。该委员会将于30日向默克尔正式提交一份评估报告。
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科普：核电未来发展的方向
热度 7 Fangjinqin 2011-4-16 16:23
科普：核电未来发展的方向
图 1 强流加速器驱动次临界洁净核能系统 核电未来发展的方向 按语：为了弥补前面二篇关于核电科普文章中的不足，这里特地编写了这篇简短的科普文章，讨论核电未来发展的方向问题，我真诚希望和欢迎 广大网友继续补充、讨论和指正。 核电的未来发展的主要方向是核聚变能。前面介绍的核能都是利用重裂变材料（铀 -235 等），依靠原子核分裂而释出能量。应该指出：利用核能的最终目标是要实现受控核聚变。所谓核聚变，就是由较轻的原子核聚合成较重的原子核而释出能量。实际上，真正洁净环保且资源丰富的是未来的核聚变能。最常见的是由氢的同位素氘（重氢）和氚（超重氢）聚合成较重的原子核（如氦）而释出能量。核聚变比核裂变具有两大优势。第一，地球上蕴藏的核聚变能远比核裂变能丰富多得多，燃料取自海水，每升海水中含有 0.03 克氘，这样地球上仅在海水中就有 45 万亿吨氘。 1 升海水中所含的氘，经过核聚变可提供相当于 300 升汽油燃烧后释放出的能量。地球上蕴藏的核聚变能约为蕴藏的可进行核裂变元素所能释出的全部核裂变能的 1000 万倍。 因此，核聚变能是真正未来取之不尽快用之不竭的能源。第二，核聚变能既干净又安全。由于它不会产生污染环境的放射性物质，所以是洁净的；而且受控核聚变反应可在稀薄的气体中持续地稳定进行，因此它的运行也是安全的。 早在 20 世纪 50 年代一直到现在，国内外都在一直在探索核聚变能，目前提出了不少核聚变方法。因为需要把聚变燃料加热到上亿度以上高温才能发生核聚，就象氢弹的爆炸那样，但是和平利用核聚变则需要缓慢释放能量，使产生核聚变后能够被利用来热能发电，但是科学家发现：没有任何一种容器能承受 1 亿度的高温。于是，最早提出的一种著名方法是所谓 " 托卡马克 " 型磁场约束法，它是利用通过强大电流所产生的强大磁场，把等离子体约束在很小范围内以实现核聚变的条件。中国科学院等离子体所建立了世界上首个全超导托卡马克装置 “ 东方超环 ” （ EAST ），根据国际证据评论， 它将在未来１０年内保持世界先进水平。 核工业西南物理研究院自行设计和研制的受控核聚变实验装置 “ " 中国环流器一号”和 " 中国环流二号 " 都已经投入运行，我国该领域与国际上先进水平同步发展。国际上在实验室条件下多次几乎接近于成功获得净核聚变能，但是实际上真正要达到商业和工业应用程度目前还差得很远。科学家们估计，到２０５ 0 年前后核聚变发电厂才有可能投入商业运营，受控核聚变发电将造福于人类。目前攻克核聚变能的和平利用，不仅所需的高技术是一大挑战，而且所需的费用非常之高。因此，现在国际上多个国家联合起来进行合作研究 。 惯性约束法是实现核聚变的另一种方法，它是把几毫克的氘和氚的混合气体或固体，装入直径约几毫米的小球内。从外面均匀射入激光束或粒子束，球面因吸收能量而向外蒸发，受它的反作用，球面内层向内挤压，因为反作用力是一种惯性力，靠它使气体约束，所以称为惯性约束。类似于喷气飞机气体往后喷而推动飞机前飞一样，小球内气体受挤压而压力升高，并伴随着温度的急剧升高。当温度达到所需要的几十亿度点火温度时，小球内气体便发生爆炸，并产生大量热能。这种爆炸过程时间只有几个皮秒（ 1 皮等于 1 万亿分之一）。如果每秒钟内能够发生三、四次这样的爆炸且不断地持续下去，所释放出的能量就相当于百万千瓦级的发电站。目前主要的问题是现有的激光束或粒子束所能达到的功率，离需要的还差几十倍、甚至几百倍，加上其他高技术问题，各国科学家正在奋力攀登。 据估计：到 21 世纪后半叶核聚变能才可能具有商业应用的价值。因此，人类解决能源的根本途径是利用核能。这样 , 如何更有效地发展洁净裂变核能仍是 21 世纪面临的十分重要课题。核裂变能仍然是新世纪的主要世界能源之一， 第三次世界能源革命的总趋势是，到 2050 年时核电（主要指核裂变能）发电量将约占世界总发电量的 50% 。 图 1 强流加速器驱动次临界洁净核能系统 值得注意的是，核电的发展另一个方向是：强流加速器驱动次临界放射性洁净核能系统。这是 针对前面指出的裂变核能的弊端和现状， 1993 年西欧核子中心（ CERN ）诺贝尔奖获得者 C.Rubbia 领导的一个小组，提出关于能量放大器获得干净核能的新设想，即强流加速器驱动的放射性洁净核能系统 (ADS) ，如 图1所示。 ADS 的基本思想是：利用强流质子加速器产生的质子束与靶相互作用，产生大量快中子以驱动次临界反应堆来获得能量增益。它可以克服常规核电的弊端，构成了新的更安全、更干净、更便宜的洁净核能系统。 ADS 的最大特点是把 20 世纪最重要的两大核装置：粒子加速器与核反应堆两者巧妙的结合起来，用以克服常规核电的弊病，解决常规核电产生武器级的核燃料、铀资源利用率低（ 1% ）和困难导致超临界事故等严重缺点。其基本原理是，利用加速器加速的高能质子与重靶核（如铅）发生散裂反应，一个质子引起的散裂反应可产生几十个中子，用散裂产生的中子作为中子源来驱动次临界包层系统，使次临界包层系统维持链式反应以便得到能量和利用多余的中子增殖核材料和嬗变核废物。因此， ADS 具有以下优点： （ 1 ）充分利用可裂变的 核 资源，使铀 -238 高效转化为易裂变钚 -239 核，或开发利用钍资源。（ 2 ）在 ADS 的不同中子能量场中，可嬗变危害环境的长寿命核废物（次量锕系核素及某些裂变产物）为短寿命的核废物，以降低放射性废物的储量及其毒性；而 ADS 本身在产能过程中，产生的核废物却很少，基本上是一种清洁的核能。 （ 3 ）提高公众对核能的接受程度，因为 ADS 是一个次临界系统 , 可得到根本上杜绝核临界事故的可能性。因此，该思想在二十世纪九十年代一经提出就受到核能界的极大兴趣，因为 ADS 所用的加速器不需要太高的能量和太强的离子流，而所用的反应堆又是次临界，因此 ,ADS 被世界科学界公认为它是解决大量放射性废物、降低深埋储藏风险的最具潜力的工具。国际上已经把 ADS 作为未来放射性洁净核能一个重要研究方向，它在技术上极具挑战性。 我国核工业集团公司 1995 年成立了 ADS 概念研究组，由中国原子能科学研究院、高能物理研究所和北京大学合作，开展以 ADS 系统物理可行性和次临界堆芯物理特性为重点的研究工作。 1999 年 ADS 项目成为国家重大基础研究项目，开展了“加速器驱动洁净核能系统的物理技术基础研究”。由中国原子能科学研究院自行设计、加工、安装的国内外第一个 ADS 次临界反应堆实验平台，即研制了 ADS 启明星 1# 次临界实验平台，开展了研究次临界反应堆物理特性，且在国际上受到了较大的关注，几个国家都表示要进行合作研究，它必将对国内外的 ADS 研究做出贡献。显然， ADS 是 21 世纪国内外核能研究中需要继续攀登的一座高峰，具有应用前景。 总之，从我国核电发展总趋势来看，基本上分三步走： 第一步 近期发展热中子反应堆核电站，为了充分利用铀资源，采用铀钚循环的技术路线； 第二步中期是 发展快中子增殖反应堆核电站， 提高燃料利用率，从目前的１％到２％提高至６０％到７０％ ； 同时也研究象 ADS 等其他具有应用前景的新的核能系统; 第三步远期 发展聚变堆核电站, 以便尽量上满足日益增长的国家能源需求 .
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日本大災談之三：核災驅動的大舉移民？
热度 1 LEOLAND 2011-4-13 19:06
曲津華 上週末鳳凰 TV 的 TIGER TALK 節目，有嘉賓就核電及其災難，建議日本把國民的三分之二移民到北美的加拿大和阿拉斯加，對此頗為認同。 其要點是，日本人口過密，能源不得不依賴核電；而核電技術并未如專家所言非常可靠，不如停用所有核電站三十年，待技術繼續成熟后再議。移民說即由此而起。 這個思路雖極其不好操作，卻不無道理。 其一，北美廣袤大地，人煙極其稀少，移民過去有利於地球人的平衡； 其二，日本本就是非熱帶國家，國民移居北美，無太大適應性問題； 其三，進入那裡，就算人家的國民了，二地都是發達國家治下，不悖於“人往高處走”之理； 其四，日本人本性善於學習，早有大批移民南美和夏威夷等太平洋島國之先例，心理上並無太大障礙。 諸多有利條件下，不利條件就是接受移民的國家是否樂意了。突然來了這麼多，算怎麼回事呢？給他們國民待遇？次國民待遇？幾億人何以為生？ 或者在北美建個“日本 2 ” ? 這幾個都夠顛覆性兼巨頭痛的大問題了，也夠跨界了，也就不展開探討了。 2011-04-13
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对方老师《浅谈核电的来龙去脉及若干关注的热点问题》的若干注释
liwei999 2011-4-6 09:10
对方老师博文《浅谈核电的来龙去脉及若干关注的热点问题》的若干注释 作者: mirror (*) 日期: 04/04/2011 05:21:03 正如方老师题目所说的那样，是 “浅谈” ，所以有些地方有些缺陷。这些事情是无法避免的，因为方前辈并不是这个专业的人士，接受“被邀请”也是出于热心肠。 坦率地说，这个“科普”是个难题。不愿意谈论这个话题的原因第一是因为说了也没有什么人能够理解，第二，这个话题涉及到了国家核武器的一些政策问题。 核工业的今天可以说都是继承了核武器开发“财产”。比起上万颗核弹头、上百艘核动力军用舰艇来，核电站的风险真不算什么。至少说是具有同样的风险。冷战之后核弹头的风险虽然小了下来，但是毕竟这些东西在地球上还存在着。核动力这样的东西，一旦出现了，哪怕是人类的“孽种”，也只有接受了。就如同是对自家“孽种”的孩子那样。艾森豪威尔“为了和平的原子能”的说法不过是为了原子弹的存在和持有要来一个“名份”，并没有“为原子能和平利用铺平了道路”的说法。与卫星发射的事态相同， 核能、核反应堆的发达，在一开始都是以军事利用为目的的。 中国的核武器是为了“防御”（世上人人都说有武器是为了防御）。但是这个“说法”并不能消除为了核武器开发作出牺牲的人们的存在，也不能消除持有核武器的风险。这张牌的存在意义超过了是否使用，而在于是一张“入场券”、一个资格、一个地位。与穿西装打领带的意思差不多。 “核反应堆不是原子弹”的提法并不能说明问题的本质。一颗原子弹的核物质的量比较少，不过是公斤的量级。广岛的炸弹不过是5％的核燃料参与了反应。因此污染的特征是辐射物质的量少而范围大。相反，核反应堆的辐射物质的量要必炸弹的多2－3个量级。虽然污染范围不大，但由于量很多，处理起来也有困难。需要理解不同的模式中的不同类型的困难。 在对付事故的设计问题上，人们需要理解设计的现场。在设计上不可能设想所有的东西都损坏了。这与其说是个工程问题不如说是个哲学问题。由于核技术其源于军事，所以很多思考都是为了军事优先，而不是安全第一。这个事态是“胎里带出来”的，没有办法。 方老师博文中最大的问题是没有能说明什么是核能发电的“核心技术”以及核能利用的新思考和具体工程上难题。并且因此有些误导读者。比如说 Quote 中国核工业集团公司2010年7月21在北京宣布：由中核集团中国原子能科学研究院自主研发的中国第一座快中子反应堆——中国实验快堆(CEFR)达到首次临界。这是中国核电领域的重大自主创新成果，意味着中国第四代先进核能系统技术实现了重大突破。 说得不好听些，这些说法有些像当年国民党说国军对共军大捷的说法。固然从无到有是个零的突破，但是工程的核心问题乃是设备的使用寿命。如何对付液体金属对管道的腐蚀问题乃是个重大的工程问题，没有这个领域的突破，就不可能有商业的快堆。 kWe大约是指电力的功率数，这个数量是热功率的30％的规模。 ---------- 就“是”论事儿，就“事儿”论是，就“事儿”论“事儿”。
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日本福岛核电事故与基础工业的本原性问题：安全设计分析理论方法
热度 1 caoyuanzhiye1 2011-3-21 15:33
日本福岛核电事故与 基础工业的本原性 问题： 安全设计分析理论方法本身也有缺陷 核电站设计中安全分析设计是重中之重，基于概率风险分析是主要的理论与方法，无论是一代沸水堆、二代、三代、四代堆，在概念上经历主动安全防御、能动保护、非能动保护和本质安全设计追求。但是作为一个具体 工程 必须将概念落在实处的具体的每一个环节 / 细节，安全分析设计尤为重要。 基于概率风险分析的复杂系统可靠性（或安全分析）分析理论与方法的核心技术和概念是 故障树分析方法 ，它在 60 年代中期保障美国阿波罗登月计划成功实施发挥了重要作用。从此后，故障树分析方法成了航空 / 航天可靠性分析、核电安全性分析的世界性的法定标准。对于复杂系统采用故障树分析方法分析研究可以大幅度提高其可靠性。 故障树分析方法 有 4 大优点：（ 1 ）引入人为因素对系统故障发生的影响；（ 2 ）故障传播过程和相互作用关系明确；（ 3 ）直观图形表示；（ 4 ）具有严谨的数学逻辑基础，通过最小路径、最小割集的代数运算，可以精确的计算出系统的可靠度（有 99.999% 要求例）。但是建树结果与质量（正确性＼一致性＼相对完备性）决定于建树者的技术素质、责任心和机构的审查管理制度， 故障树分析方法 本身对于建树结果和质量不提供科学保障（就是说：个位和小数点后 9 是有疑问的）。从这个角度来说：切尔诺贝利核电事故、三里岛核电事故、美国挑战者航天飞机爆炸、飞机失事等有其必然性，可以说未来类似事故一定还会发生。我国鑫诺 2 号卫星失败后，有关研究院组织专家组开展 故障树可靠性分析 工作，各个专家建立的故障树都不同，品质更不一致，所以探索研究复杂系统可靠性分析新理论与方法，该方法本身如果能够对可靠性分析结果和质量提供科学保障，且工期和费用可控制，将具有巨大的学术意义和使用价值，是 基础工业的本原性 问题。恳请大家批评＼指正＼支持．
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法国人均碳排放的优势来自核电
flowerofmay 2011-3-21 10:59
跟踪法国对日本核危机的反应（九） 2011 年 3 月 21 日 法国人均碳排放的优势来自核电 在法国，超过 90% 的电站是水电和核电。法国核能占电力供应的 76% 。法国人均二氧化碳排放为不足 7 吨，而丹麦和德国人均排放超过 11 吨，因为这些国家 50% 的电力供应依靠煤炭。
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发达国家核电所占比例普遍较高
flowerofmay 2011-3-21 10:58
跟踪法国对日本核危机的反应（八） 2011 年 3 月 21 日 发达国家核电所占比例普遍较高 今天，核能占全球能源消费的 7% ，占全球电力供应的 15% 。但这只是平均比重，发达国家普遍高于这个水平。美国核电占电力供应的 20% ，欧盟平均为 28% ，日本为 30% ，而法国接近 78% 。在建的核电站主要位于亚洲（中国和韩国），此外在一些发展中国家都有一些计划项目。
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有关日本核电站事故的一个录像
chemicalbond 2011-3-21 10:43
近日，由于地震造成的日本核电站事故，引起媒体和公众的广泛关注。科学网上也见到一些相关文章和讨论。 今天看到美国化学会网站上的一篇博客文章，CEN主编向大家推荐了一位英国教授的科普录像 http://cenblog.org/the-editors-blog/2011/03/nuclear-reactor-emergency-explained/ 这个非常简短的录像却谈到了很多与核电和这次事故相关的物理和化学知识，比如质能方程，中子和铀的核裂变反应，控制棒中的硼对核反应的缓冲，高温下水分子和燃烧棒中的金属锆（Zr）反应生成氢气【至少是爆炸来源之一】，海水中氯离子对设备中不锈钢的腐蚀，服用氯化碘导致人体对碘的吸收饱和从而防止对放射性碘同位素的吸收，等等。有时间和兴趣的网友可以把它翻译成中文。
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核电安全仅有选址安全是不够的
热度 1 tarimriver 2011-3-20 19:39
科学网上有的支持继续扩大核电规模，有人提出需谨慎。支持者认为，中国核电站没有建在大的断裂带附近，更没有发生日本那样海啸的可能，因此，应该大力发展。 其实，各国核电站没有一个选址的时候被认为选在了可能发生大地震的区域，包括日本的福岛核电站，但自然灾害仅地震与海啸吗？更为重要的是，纵观各行各业发生的严重事故，真正是不可避免的自然力的有多少？不管卖什么东西的，没有一个说自己生产的产品质量不好，如果仅让行业专家来说安全性肯定是不全面的。 我们知道，世界最严重的核事故不是自然力引起的，查一下网上，世界十大核事故，差不多都是人为原因所导致。大家看看日本福岛核电站历史上发生的问题吧： 2000年7月和11月，原日本通産省（即现在的经济産业省）资源能源厅就收到了来自“东电”内部的两起举报。内容是自1987年至1995年，“东电”对其拥有的核电站进行维修和检查的过程中，曾发现了一些反应堆管道有裂痕和其他结构损坏的情况，但该公司未根据有关法律向核安全管理当局报告，也未进行及时检修。 　　据此，日本通産省成立了专门的调查审查委员会，通过原通産省资源能源厅和原子力安全保安院（NISA）进行了两年多的政府调查。 　　调查初期，“东电”仍试图掩盖事实真相，直到2002年初，协助调查的通用电器公司（GE）提供了不止两起伪造事件的调查材料，“东电”才在当年8月终于承认该公司与29起编造虚假检查报告事件有关的事实。其中包括：不符合法规和技术标准的6件、不顾管理当局要求隐瞒和伪造报告的5件、采取不适当的自主检查方法的5件。 　　调查结果公布之后，福岛第一核电站一号机组由于未按要求进行安全壳密封试验而被要求强制关闭一年。 　　　2007年3月，“东电”总经理再度向公众承认，该公司曾隐瞒了1978年发生过严重的核反应堆事故。原来，“东电”从1977年起在对下属福岛第一核电站、福岛第二核电站和柏崎刈羽核电站的13座反应堆总计199次的定期检查中，存在篡改数据、隐瞒安全隐患的行为。 　　柏崎刈羽核电站一号反应堆紧急堆芯冷却系统负责排出残热的一个泵在1992年5月定期检查的前一天出现故障。检查当天，公司人员在核电站中央控制室做了手脚，使泵看起来运转正常，蒙蔽了政府派来的检查人员。“东电”接在来不及修理坏泵的情况下重新启动了反应堆。而紧急堆芯冷却系统失灵，恰恰也是本次福岛事故中多次发生的状况。 　　 此外，1995年5月，“东电”在柏崎刈羽核电站四号反应堆废气中放射能测定数据中造假，把测定结果“低”改为“极其微量”。更多的不正当行为还包括，福岛第一核电站一号反应堆主蒸气管流量计测得的数据曾在1979年至1998年间先后28次被篡改；1994年至1998年间，柏崎刈羽核电站一号到三号反应堆的密闭反应堆故障被隐瞒等。 　　 另外，福岛第一核电站还存在超期服役的问题。今年2月的有关分析报告指出，相关机组已经服役40年，出现了一系列老化的迹象。但最后第一核电站仍然比原计划延寿20年。 　 所以，核电安全不仅只满足不会发生强震和海啸。核电站越多，运行时间越久，发生意外的可能性就越大。核污染的后遗症不同于其它自然灾害, 它可以通过土地渗透进入地下水, 以及食物链与空气流动传播对事发当地以及周边地区带来的污染是长期的甚至是永远的! 因此,在对待核电站建设上, 国际应该慎之又慎! 对中国来说，东部地区大力发展潮汐能、风能，在西部大力发展风能、太阳能很重要，据说核聚变不会出现核泄漏事故，无核辐射危险。如果这样应该加紧研究开发。
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拟用微薄之力支持中国的核电事业
热度 4 陈龙珠 2011-3-20 11:46
在如此复杂的国际形势下，中国近几十年仍能取得如此高速的发展，表明这些年来的国家发展战略的大方向没错。 中国目前的能源仍以 煤炭石油为主 ，不断增加利用核电、水电、风电等能源，势在必行。随着核物理、地球科学、土木水利（海洋）科学、管理科学等方面水平的不断提高，加上吸取国外重大事故的教训，核电安全必将日益提高。 为用微薄之力支持中国方兴未艾的核电事业，除继续搞好本职的土木工程安全与防灾科教工作外，尽管近期资本市场不稳，本博还是打算拟于近日适时购买与核电相关的上市公司股票，其中优先考虑近日因日本核电泄漏危机影响而急跌的我国核电骨干企业和有关核电备用电源厂家的股票。（ 后记：本博已于3月21日购入核电备用电源厂家 300153 的股票 ） 本博目前生活在上海市的东南郊区，离浙江海盐核电站的路程百余公里（ 直线距离更近 ）。1989-1997年间，本博在浙大任教时，曾先后为这个核电站的二期、三期工程设计，协助做过场地地震动液化评估室内外试验和分析、不损伤新浇钢筋混凝土的基岩爆破振动控制条件的室内外试验、乏燃料容器抗跌落冲击减震层的试验和研究。 附 ： 北京晨报-我国核电站抗震标准获奖或将调整 、 南方周刊-中国核电裸奔
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日本311大地震带给我们的思考
热度 6 陈龙珠 2011-3-19 19:37
近日浏览诸多网页，看到了海内外华人学者们对中国潜在强震和核电泄漏危险性的担忧，其中不乏开出了处方。如此热血，中华民族怎能不强大起来呢？只是细读一些文章，觉得还是有待于商榷。 这 次日本大震，直接震害及其海啸次生灾害混为一体而难以区分，岛国确认遇难和失踪人数已经过万。要是没有这样的人员伤亡和核电泄漏危机，海内外华人的口水，估计免不了会像另一种海啸，铺天盖地地扑向中国政府及其领导下的地震局。去年九月新西兰强震后的舆论情景还历历在目，与近期那里再次中强震中出现严重伤亡后的鸦雀无声，截然有别。 抢盐事件发生后，不少学者将其归咎于老百姓的无知和政府公信力的下降。而纵观网上海内外华人学者的世界，以一些未经证实的信息或肤浅的专业知识进行推理而高谈阔论的少吗？对这个群体，无知应该谈不上，那如此的理由便只剩下政府的公信力问题了。中国发展到现在，政府啥也没作为、官员全是混饭的？我看未必！ 相比之下，看了同济大学上海防灾救灾研究所青年教师任晓丹的新作《 福岛核电站危机的直接原因是什么？ 》之后，我很为之欣慰。大难之后应该吸取的教训，就是应该这样细心地去观察、甄别、思考和分析，由此得出的观点或结论，估计才真正具有实用的价值。 面对尚未结束的日本核电危机，网上看到一位匿名网友提出的问题值得深思。位于这次日本311大震的高强烈度区有其他核电站吗？采用新技术后的核电站实际震害或安全性又是如何？由此进一步需要了解的是，我国目前已有的核电站采取的是哪几代的核技术呢？与出事的福岛核电站相比，安全性又是如何？不了解这些以及这些核电站采用的地震设防烈度是多少，便去抨击现有的核电安全政策，其行为与抢盐事件中的传言者，又会有咋样的区别呢？ 在网易博客上，还看到有些网友根据这次311大震之后日本的实际表现，提出了许多值得我们观察分析的问题，诸如（1）日本政局长期动荡不定，弱势政府对全局的掌控、决策和资源调配能力如何保障？（2）日本重要的民生资源储备量到底咋样？灾后一时间燃油和粮食等战略物资的匮乏，让坊间盛传他们的资源储备能保证三个月甚至三年都没有问题的传言，还能让人相信吗？（3）大震发生后便有海啸预警，可日本航空自卫队居然还让最好的F-2战机和直升机仍然被海啸冲得东倒西歪，其危机反应速度还能与当年堪比吗？（4）已经高度自动化、信息网络化的社会，在平常时期会产生强大的生产力，但在非常时期一旦一环断裂就会满环瘫痪，整个系统的鲁棒性是不是应该重新评估和加强呢？
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用行动让民众确信我们核电计划的可靠性
热度 4 liweiyin2009 2011-3-19 15:12
国务院的“体检”通知刚出台，中广核的“体检”要求就于今日见报，计划周密，针对性强，对运行中核电站、在建核电站和核电站新厂址分别给出了不同要求，对新厂址的要求是：将组织新厂址进行安全评估，重新筛选厂址；对大亚湾和岭澳核电站则明确提出的项目是：电站受到超级台风、地震、风暴潮（海啸）等极端气候中和影响是的安全情况，一级机组安全系统情况、应急体系及演习情况、相仿系统情况、辐射防护体系情况和设备老化情况；对在建核电站的要求有：机组抗震设计标准、厂址附近发生极端自然灾害的可能性、以及新建项目应急体系的有效性评估等。我对中广核动作的迅捷、工作的极端认真感到着十分欣慰。中广核是在大亚湾的建设中经过锤炼的一支队伍，他们在建设大亚湾的过程中有过教训，加上对面香港始终关注的眼睛，一有风吹草动就要求核电下马的劲头，这相当于有一个始终严格监视的对立面，使中广核始终处于紧而又慎的状态，之外，中广核又为大亚湾寻找了一个外部力量，他们加入了世界核电运行组织（ WANO ），每次的评比使中广核的运行完全处于公开的状态。公开、受监督是保证工作谨慎、不出大问题的重要保证，这也是他们习惯于对安全要求迅捷的原因吧。 在这里我想附带敦促一下中核总，为什么不见你们的行动呢？还是因为你们过去准军事单位给你们留下的思维和工作习惯，一切均在内部积极进行、只是秘而不宣呢？那倒也可以。但是想到中核总的头头刚刚在两会上对核电大发展的发言和后来去一些地方为核电发展的奔波，头脑能那么快地转过来对应此次严肃的“体检”吗？再说，核电站是民用企业，都设立在距城市 100 米以内的距离，它的安全性人人关注，只有透明，力争监督才是良策。 对待福岛这次的核事故，公众不必要产生恐慌，但是最有效的办法不是嘴头上的表态，安抚民心，而是行动。就拿抢盐的事来说，这次政府的行动真是快捷而有效：一是把碘盐迅即供应到位，用事实说明我们不缺盐，其次反复说明我们盐的储备，盐的主要来源和碘盐对防辐射的无效性。这次真是打了一场漂亮的公关仗，就和从利比亚撤国民，从日本撤灾民一样，大大为中国政府的威望赢了高分。我们的核工业公司也必须用实际行动来使民众确信我们核电计划的科学性和安全可靠性。
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核电暂停审批：温老总不容易啊！
热度 3 seawan 2011-3-17 19:07
以下纯属瞎猜： 温总理早就觉得核电这个玩意儿玄乎， 但是没有足够的理由和力量将其打压下去， 毕竟，每个站后面有600亿RMB的力量。 现在遇上了这个事件，于是顺理成章。 ------- 瞎猜的理由： 日本那里刚出事， 两会上的 人民代表 就 代表人民 发言了： 日本的是二代，我们是三代， 更安全，不会有事的。 如果依了这帮人，怎么会“暂停”呢？ 科学网上有一篇文章，说“请某些人利欲熏心不要太没有边际了”。 说得好。
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我国调整核电规划暂停审批新项目
tutor 2011-3-16 20:05
中广网北京 3 月 16 日 消息 国务院总理温家宝 16 日主持召开国务院常务会议，听取应对日本福岛核电站核泄漏有关情况的汇报。会议强调，要充分认识核安全的重要性和紧迫性，核电发展要把安全放在第一位。会议决定： ( 一 ) 立即组织对我国核设施进行全面安全检查。通过全面细致的安全评估，切实排查安全隐患，采取相关措施，确保绝对安全。 ( 二 ) 切实加强正在运行核设施的安全管理。核设施所在单位要健全制度，严格操作规程，加强运行管理。监管部门要加强监督检查，指导企业及时发现和消除隐患。 ( 三 ) 全面审查在建核电站。要用最先进的标准对所有在建核电站进行安全评估，存在隐患的要坚决整改，不符合安全标准的要立即停止建设。 ( 四 ) 严格审批新上核电项目。抓紧编制核安全规划，调整完善核电发展中长期规划，核安全规划批准前，暂停审批核电项目包括开展前期工作的项目。 我对我国目前这种遍地开花式的核电建设一直忧心不已，现在可以稍稍放心了。应该调整核电规划，中国不是不可以建设核电，但首先应该停下内陆核电站的建设和规则。
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