五千年(敝帚自珍)

主题:聚变PK裂变 -- tojinge

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家园 2030年,我们有什么核能可以用——写于2014年初

“2014年全国科技工作会议9日在北京召开,科技部部长万钢在工作报告中回顾总结2013年科技工作,规划部署2014年科技改革发展主要任务。他谈到重大专项任务实现重点突破。北斗卫星应用、新一代核电、新药研制、水污染治理等战略性新兴产业加快发展。”

这几年国家感受到到能源短缺的压力,在核能上投资甚多,尤其是核聚变、四代核能。一般来以核能大工程角度来看,一项新技术的问世,往往是几十年为期限的,因为核能技术需要时间来验证其可靠性和经济性。也就是说,我们在过去十年投资核电技术研发,起码要等到几十年后才能看到其结果。这是美国资本家们所不能忍耐的。他们宁可把大量资金投入到页岩气这种短平快的项目。失去了冷战刺激的美国政府,也无意于这种长线的投资,消减了大量的核能研发费用,导致核技术发展被严重延缓。

还好,中国来了。

先从三代核能说起,中国玩以市场换技术,要求西屋公司转让了AP1000,法国主动转让EPR三代,自己又搞了ACP1000。前两个都在建设首个商业堆,后一个将在巴基斯坦建设。按照核反应堆的发展一般规律,我们到2030年就可以看出哪种堆型最后取得胜利,这也许是技术原因,也许是政治原因。

但是U235毕竟是短缺资源,中国必须为自己找到足够多的U235资源。要么是进口,比如哈萨克斯坦,加拿大,澳大利亚,要么自己开矿,深挖洞,开采1000米以下的矿藏的技术日益成熟。我相信挖得越深,找到的铀资源就越多。

但是这并不能从根本上解决我们能源短缺的问题。

如果我们能用U238或者钍的话,现有的资源量就足够我们上千年,足够中国腾飞了。利用U238和钍,还得看四代堆。

说起四代堆,还得说一个特例,就是清华搞的高温气冷堆。这种堆型虽然是以烧钍著名,但是目前我们做的仍旧是烧U235,只不过更加安全了,结构更为简洁。另外一点优势在于,高温气冷堆可以更为高效地制氢。氢可以用于电动车,可以直接用于炼铁。发展氢能经济,可以从根上断了雾霾的污染源。如果我们站在2030年,高温气冷堆的商业堆已经运行有十年以上,将证明其自己是否经受历史的考验。

四代堆里,TG投资了部分反应堆堆型。先从希望最小的开始说起

第一位的是ADS驱动堆。让我们看看FDS团队的计划:“计划通过三个阶段进行项目的实施,分别开展ADS研究装置(总投入经费预计达到50亿元以上)、ADS实验装置和ADS示范装置的建造与实验研究,到2030年后建成ADS嬗变系统,掌握核废料嬗变处理的关键技术,掌握核废料嬗变处理关键技术,使我国先进核能领域的自主创新能力进入世界领先行列。” 它目标现在还局限于废料处理。到2030年的时候,发电还指望不上ADS驱动堆的。

第二位的是超临界水冷堆。目前该项目仅仅完成预研工作。它计划是到2020-2023年完成工程实验堆的建设。如果按期完成,则仍需十年以上努力,才能达到商业堆的水平。

第三位是熔盐堆,按照科研进展,首个2MW熔盐实验堆将在2017建成。实验堆——示范堆——商业堆,这个过程往往要经历30年以上时间,也就是说2030年时,我们还是不能指望熔盐堆的。

第四位是钠冷快堆。中国的快堆技术是参考俄罗斯技术。俄罗斯BN600已经运行多年,经验多多,但是其设计和建设的安全规范比起欧美国家差得很远。中国经过多年的压水堆建设,已经熟练掌握了欧美的安全规范,如果能够把这两者结合在一起,或许能走进钠冷快堆的春天。钠冷快堆的实验堆型已经并网发电,示范堆正在建设中。如果站在2030年的话,我们的能源选项将多了“钠冷快堆”的选项。再如果钠冷快堆能够证明其安全和经济性的话,则中华大幸,我们终于在人均能源追赶上美帝的道路上找到了有力的支撑。

还有一个例外的,就是盖茨投资的行波堆。它目前也停留在设计阶段,另外该堆型与中国究竟有多大关系还不确定。

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前面谈了核裂变,核聚变呢?虽然我们的EAST搞得风风火火,但是不容置疑的是EAST还没有点过火,它只是在研究等离子体而已。到2027年,我们的核聚变的实验堆才能建成,才能验证技术可行性和经济性,离着商业堆还很远。

总结一下吧,我们到了2030年,新的核能技术还没有投入实用,所能使用仍旧是压水堆,或许钠冷快堆这个被西方所抛弃的堆型,能在中国闪亮出光辉。

通宝推:肖肖,故乡在喀什,aiyoho,墨虎,mezhan,回旋镖,西门飘飘,打铁的,月下,

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