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1 # loloololo
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2 # 能源新聞網
核能是高效能源。與其他能源相比毋庸置疑,核能的效率肯定要高,不過核能最主要的是安全問題,所以,發展核電必須是在保證安全的前提下階段性探索發展。
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3 # cnBeta
荷蘭核研究與諮詢集團(NRG)的科學家們,正將目光重新瞄向 1970 年代的研究課題,以期滿足未來的能源需求。在1976 年的時候,NGR 團隊曾經對釷熔鹽反應堆技術進行過實驗,其有望帶來更清潔、安全的核反應堆,提供全球規模的能源供應。全球追求低碳的政治壓力下,核能似乎成為了一種理想的選擇。核反應堆在可靠性上有著可靠的記錄(每瓦特致死率最低),且建設和生命週期內的碳排放比風能和太陽能設施還要低。
上圖是 1970 年代首次進行的釷鹽反應堆實驗
不過核能確實有四個主要的缺點:
首先,反應所需的鈾元素太過稀少,製備成本也相當高。
其次,生產核燃料的技術,也可用於製造武器。
第三,舊式核反應堆的設計,存在著發生災難性崩潰的危險。
第四,沒人能給出一個所有人都可以接受的、長期的核廢料處理策略。
極高純度的釷鹽被小心放置到特製的坩堝中。
克服這些問題的其中一種方法,舊式用不同的裂變材料,取代傳統的鈾或鈽。而自上世紀 40 年代以來,最具吸引力的選擇,就是釷。
與鈾不同,釷的儲量豐富而廣泛,因而不需要像製作濃縮鈾那樣費心、也無法輕易轉而製造炸彈。此外,釷反應堆擁有天然的安全設計,如果反應失去控制、可以輕鬆將之關閉。
釷反應堆的放射性廢棄物,壽命也相對較短 —— 短短几個世紀,即可變得無害。
在 Petten 測試反應堆的內部,帶電粒子的運動速度比光速還要快。
如果你將足夠多的鈾(精煉燃料級)堆疊在一起,其釋放的中子輻射就足以推動鏈式反應。在此過程中,鈾原子就能自我維持原子核裂變。
然而釷反應堆的最大障礙,就是其自身難以達到臨界質量。因此釷燃料必須與鈾混合,或者藉助其它外部中子源來啟動反應過程。
一名 NRG 科學家正準備將釷元素放入要測試的 Petten 反應堆中。
從 1960 年代、直到 1976 年,美國橡樹嶺國家實驗室(ORNL)進行過讓氟化釷在熔融鹽中溶解(而不是固體燃料元素)的實驗。
儘管結果很有希望,這種方法還是被放棄了。自那時起,中國、印度、印尼等國都進行過釷反應堆實驗,也曾考慮使用熔融鹽作為燃料。但直到 NRG 接過指揮棒,橡樹嶺國家實驗室的方法才被重新啟用。
上圖為定製的測試裝置,釷鹽位於最中心的位置。
在歐盟實驗室聯合研究中心,NRG 將進行多個階段的鹽輻照實驗(SALIENT),以便將釷熔鹽反應堆(TMSR)提升到足夠商用的工業規模。
據遊說團體 Thorium Energy World 所述,實驗第一階段著重於移除釷燃料在生命週期(核裂變過程中)產生的貴金屬。(分離釋放能量前,釷變成了鈾)
World"s First Thorium Molten Salt Experiment in over 45 Years
一旦達成該目標,他們下一步將確定建造 TSRM 反應堆的普通材料效能有多好。其必須能夠經受得住腐蝕性的高溫鹽混合物,或者尋找其它方法來降低維護和運營成本。
這或許包括一種叫做“哈斯特洛伊”(hastelloy)的耐蝕鎳基合金,或者鈦-鋯-鉬(TZM)合金。而他們的終極目標,是打造模組化、可擴充套件、符合當地能源需求的 TMSR 反應堆,提供 24 小時的電力供應。
因為熔融鹽的使用,意味著可以在反應仍在進行的時候加註燃料,從而極大地減少停機時間。
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4 # 核先生科普
核能是高效清潔的能源,這是新相對於普通的能源來說的。
目前人類獲取能源的方式主要有以下幾種主要有三種
1)自然能源的直接獲取。從人類進化的程序來看,一開始人類並不具有主動獲取能源的本領,隨著就連最原始的點燃木柴考個兔子的技能都沒有。當雷擊中原始森林爆發火災時,無論對於居住於其中的人類和動物來說都是無疑都是一場災難,但是也有有益的一面,就是當倖存下來的原始人類尋找食物時,發現經過野火烤過的動物屍體口味更好,更容易食用,然後才開始有意識的保留火種,以至於後來會鑽木取火。
3)依據愛因斯坦的質能方程E=mc^2,透過核反應放出的能量作為一次能源。
核能高效體現在哪裡呢?前段時間理論推導過1g富集度是2.45%核燃料(並非1gU235)就相當於約50kg的標準煤放出的熱量,1g富集度是4.9%核燃料就相當於約100kg的標準煤放出的熱量。
火電站利用化石燃料燃燒所釋放出的化學能來發電,核電廠則利用核燃料的核裂變反應所釋放的核能來發電。一座百萬千瓦級的核電廠,即每小時發出100萬度電,每年只需要補充約30噸核燃料,而同樣規模的火電廠每年則需要燒煤300萬噸;30噸核燃料一輛重型卡車即可拉走,而300萬噸原煤,每天就需要有一列40節車廂的火車拉煤。
4)氚核聚變,在由四個質子(P)轉變成一個氦原子核的過程中要釋放兩個中微子。即太陽裡面發生核反應。目前依然是試驗階段。主要困難在於核聚變的條件苛刻,需要上億度的高溫以及用什麼樣的合適的裝置來擔當容器角色。目前主流的研究方法有兩種即慣性約束核聚變和磁約束核聚變。
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確實是高效能源。且風電,光伏等都是未來發展的優勢行業,是全球能源的大趨勢。但願中國電力製造業能夠越來越精,跟上全球能源改革的浪潮,甚至彎道超越。