握住科学钥匙 打开科学之门

首页 > 正文

核电站的建设与发展

2017-12-01 12:41  来源: 科普中国-科学原理一点通

在你居住的地区周围,也许曾有过吐着黑烟的高高的烟囱。随着时间的推移和城市的变迁,曾经的煤电厂渐渐淡出了人们的视线,转而出现的是一座座雄伟的核电站。

 

为什么说核电站会取代煤电厂?

 

毋庸置疑,核电站能击败煤电厂的原因是它的高产、低耗。一座功率为100万千瓦的核电厂一年只需要20~30吨核燃料,燃料的运输只用几辆卡车就可搞定;同样功率的煤电厂则要烧掉200~300万吨煤,每天则要用一艘万吨货轮或100节车皮来运输它们。而1千克铀-235(核燃料的主要成分)裂变释放的能量相当于270万千克标准煤燃烧释放的能量。

更为重要的原因是核电站要比煤电厂清洁得多。功率为100万千瓦的煤电厂一年要排出20万吨炉渣,600~700万吨的二氧化碳、6~10万吨的二氧化硫、2~3万吨的碳氧化合物、3000~6000吨的一氧化碳和2000~3000吨的灰尘,在炉渣和烟气中还含有近400吨的重金属(铅、砷、汞等)和少量放射性物质(铀、钍等)。据国际权威部门监测:核电站发1000亿千瓦时电,排放放射性物质的总量为1.2希;而煤电厂发同样数量的电,其产生的灰渣中含放射性物质3.5希。由此可见,核电站对环境的污染就要比煤电厂小很多。更何况,核电站基本不排放有害气体和灰尘。

 

煤电厂

 

核电站的建设与发展

 

在能源需求日益紧迫之时,人们对环境的要求也有所提高,常规化石能源因其排放问题而被要求降低使用比例,但清洁能源大多数成本都偏高,人们难以承受,于是核电就越发显得重要。尽管核电可能存在某些问题还不被人们接受,但核电的发展仍然是全球性的大趋势。

在未来的一段时间内,核电将会以其优势进入更多人的视线,其发展速度会越来越快。

从20世纪50年代至今,核电已发展了60多年,核电站也从原型堆发展到了今天的第三代堆,第四代堆的研究也正在进行中,核安全也达到了相当高度。由此可见,第三代核电站已经基本满足安全要求,完全可以在内陆新建第三代核电站。

 

田湾核电站夜景

 

如何处理放射性核废料?

 

核能发电具有清洁、高效的优势,受到越来越多国家的追捧。伴随着大量的核能消耗,核废料这一危险的衍生品却给人类带来了后顾之忧。特别是核废料中的高放射性废物,其“解毒”时间长达数万年甚至百万年,真可谓“后患无穷”。

像美国、俄罗斯、英国等世界上主要的核电大国,他们对高放射性核废料一般的处理方式是,将核废料放置在一个特殊的贮存池中,并由非常纯净的冷却水进行降温处理,过几年后再被转移到钢制套桶中,在那里干燥,充入惰性气体,然后再封闭起来。最后,再将这些套筒装进巨大的混凝土储存桶中,存放在一些临时性的安全设施中。

这种方法虽处理得当,但并非长久之计,因为随着核能消耗的逐渐增多,由此而产生的核废料也会越积越多,现有的处理设施总有一天会饱和的,而且储藏设施太分散也不方便管理。因此,很多国家目前都在考虑建设深层地下储存库,来确保这些核废料可以永久性地被安全隔离。

深地质储存法,是目前全球公认的最安全的核废料处置方法,即将高放射性核废料安放在几千米的深层地壳中。最早提出建设地下永久核废料储存库的是芬兰,芬兰计划于2020年建成一座这样的深地质储存库。瑞典和法国也分别计划于2023年和2025年完成这项工程。

 

捷克的理查德核废料储存仓库

 

本作品为“科普中国-科学原理一点通”原创 转载时务请注明出处

 

作者: 科学原理一点通   [责任编辑: 吕芮光]