主题：【原创】谈谈核电 -- 不是老陈
家园 【原创】谈谈核电 核电是世界三大支柱能源之一，是很多发达国家最主要的电力来源。与很多人的印象不同，相比于其它主要能源，核电其实是一种非常安全，洁净的能源。除了前苏联的切尔诺贝利事故，核电几乎没有造成过什么什么大的伤亡和污染。与之相比，煤炭几乎是一种血淋淋的能源：2004年,中国每生产100万吨煤炭,就有近4个矿工死亡。而当年中国原煤产量为19.92亿吨。无论是石油还是煤，都会带来大量二氧化碳、二氧化硫、粉尘等污染，还要占用大量的运输资源。
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外链图片需谨慎，可能会被源头改近十年来，煤炭运输总量基本上占到全国货物运输总量的 40% 以上虽然现在媒体拼命鼓吹可再生能源，但实际上还没有任何一种可再生能源能够替代现有的主要能源。而很早以前就被寄予厚望受控核聚变，也还是遥不可及。弄不好地球上的石油全部消耗完，我们也看不到一座实用的核聚变电站。
糟糕的是，虽然能源储备在不断减少，可是人类的能源消耗却越来越大，随着第三世界国家的经济发展，不可避免的需要更多的能源来满足人们的需要。即使现今最好的节能技术，恐怕也不能把未来几十年的能源需求维持在现在的水平。核电大概是应付当前能源需求最好的选择之一了。
不过，核电也不是没有问题。虽然核电站很少出事故，不过一旦发生事故后果就不堪设想。核电站产生的废料有很强的辐射，即使经过处理，还需要几百年的时间才能变的安全。现在核电站的主要原料铀是一种非常稀有的金属：按照现有的储量，几十年内可能就要消耗殆尽。核电在下面几十年目标，就是解决上面这些问题，研究和发展第三代和第四代核电站。
目前，全世界核电站每年发电量约为2500亿千瓦时，占世界总发电量的17%，其中法国核电已占全国总发电量的79%。截止2002年底，全世界正在运行 的核电机组为444台，其中压水堆为262台，占59%，在建的50台核电机组中，压水堆为31台，占62%。因此，压水堆核电站是当前世界核电的主流堆型。
第一代核电站是早期的原型堆电站，即 1950年至1960年前期开发的轻水堆（light water reactors, LWR）核电站，如美国的希平港(Shipping Port)压水堆（pressurized-water reactor, PWR）、德累斯顿(Dresden)沸水堆(boiling water reactor, BWR)以及英国的镁诺克斯(Magnox)石墨气冷堆等，他们以当时的军用技术为基础，安全性和经济性较差，很快就被第二代核电站代替了。
第二代核电站是1960年后期到1990年前期在第一代核电站基础上开发建设的大型商用核电站，如LWR（PWR，BWR）、加拿大坎度堆（CANDU）、苏联的压水堆VVER/RBMK等。目前世界上的大多数核电站都属于第二代核电站。
第三代核电站是指先进的轻水堆核电站，即1990年后期到2010年开始运行的核电站。第三代核电站采用标准化、最佳化设计和安全性更高的非能动安全系统，如先进的沸水堆（advanced boiling water reactors, ABWR）、系统80+、AP600、欧洲压水堆（European pressurized reactor, EPR）等。
【土鳖抗铁牛】
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家园 弱弱问一句，实现聚变发电的技术关键点在哪里？ 家园 约束、点火及更多其他 作为民用核电，首先是成本。要可转换的能量超过约束控制用的能量。聚变放出的能量当然很多，但能约束转换才算。而聚变的能量密度和极高温度都对控制提出了难以想象的要求。最简单的氘氚聚变为例：入射粒子是10keV量级，产生的a粒子和中子是10MeV量级的能量。在高能物理中，1keV相当于1千万度量级的温度，所以无论是入射还是之后的约束，都是地球上非常难以达到的条件。
聚变约束的方法提出的很多，但转来转去现在公认的还是半个世纪前提出的托卡马克环状磁约束。但是即使这样现在世界上所有的托卡马克都是产出能量小于输入能量。现在在建的国际热核实验堆将是第一座正能量的反应堆，而且聚变脉冲超过8分钟（现有聚变堆一般是几秒到几十秒，没有超过2分钟的），还有可以自我维持几分钟的等离子流等等。
外链图片需谨慎，可能会被源头改托卡马克示意图
外链图片需谨慎，可能会被源头改英国Joint European Torus（联合欧洲环流器）内部
点火的成本也是重点考虑的对象。如果能将氘氚加温到千万度（这是最低能量要求），而不加热其他物质，就能将现在这种复杂约束减少很多很多。这种将极小区域加热到极高温度的做法，一看就像是激光的活。所以激光核聚变是现在新兴的又一种研究热点。前年美国国家点火装置才做了一个实验，将192个激光器发出共500TW能量在2mm的燃料球上，激发上亿度高温“点燃”氘氚燃料球。这个方法的难点是在于点火率。无数庞大的激光器同时打到2mm的小球上，其可容忍的误差率达到了让人发疯的程度。
外链图片需谨慎，可能会被源头改国家点火装置的燃料球
外链图片需谨慎，可能会被源头改这是一个工人在目标球上工作，那些大洞都是激光入射口
比较几十种提出的受控核聚变来说，只有托卡马克磁约束和激光核聚变是比较有前景的方法。但就算国际热核实验堆和激光核聚变进展顺利，估计也不是我们有生之年能够看到生产化的。想想最低千万度的温度就知道其难度了。
更新：加两张维基上的图。
家园 足够大的质量 才能产生聚变所需的压力和温度。
家园 核能释放，可控是发电，不可控是核弹。 裂变可以控制，把能量逐渐输出来，这是发电。
不控制裂变，把能量一次性释放，就是原子弹。
聚变目前无法控制，要么没有，要么咣当......咣当前，必须用巨大的能量去引发，目前就是原子弹的能量够用~~~~
“咣当”——世界安静了。
——我的理解。
家园 磁约束核聚变是早就做到的 这是ITER存在的技术前提。
ITER要解决的问题是如何延长核聚变时间，使得新发生的能量大于，而且要远大于用于磁约束的能量。这显然是核聚变装置实用化的前提。
家园 实现聚变反应温度极高，没有一种材料能做容器。 到达那个温度，地球上所有的材料都会气化。
所以现在的聚变试验装置都是想法使容器壁远离聚变点。
家园 就是氢弹与原子弹的区别 核聚变对初始环境的要求很高。氢弹的引信其实就是一枚小型原子弹，其引爆后产生的高温，高压环境是核聚变反应开始的条件。
目前的可控核聚变的思路是使用高能激光来制造聚变反应的环境，同时束缚住反应所产生的能量。
了解有限，欢迎补充。
家园 ICF已经此路不通了 电-光-热，转换效率太低了
托克马克（磁约束）是正途了。
另外新出现的就是高压放电了
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家园 能不能顺道普及下反应堆的分类问题 比如压水堆和沸水堆啥的，各有什么优缺点？好像沸水堆是直接从堆芯就产生蒸汽的，这个不怕放射性泄漏么？
家园 有按慢化剂，冷却剂，用途来分的，百度一下就知道了 商业化的就三种压水堆PWR，沸水堆BWR，重水堆（主要是CANDU），剩下的在原型堆和示范堆耗着的主要是钠冷快堆，高温气冷堆，在概念阶段的就多了，熔盐堆，超临界水堆，气冷快堆，甚高温气冷堆，铅冷快堆等等。商业化之后被淘汰的堆型有石墨水冷堆（切尔诺贝利的那种）和英国人的石墨气冷堆（镁诺克斯堆）。
其他就是各种实验用的和特殊用处的，高通量堆，脉冲堆，溶液堆微堆一类的，一般用于辐照，中子源，同位素生产一类的研究。
石墨，水，重水做慢化剂（铍也可以，不过有毒又贵，一般宇航上天的堆才用）水一般兼职冷却剂，各种气冷堆，也都是以冷却剂来命名。
快堆和一般的热中子堆的区别主要是中子没有慢化剂慢化，能量高不是和一般分子热运动差不多速度的。
通宝推：szxy,家园 对, 沸水堆是直接从堆芯就产生蒸汽的， 怕放射性泄漏, 整个系统对防放射性泄漏要求高.优点应该是制造反应堆容器要求低-相对于压水堆.
压水堆就是冷却液(轻水)高温下不沸腾, 150大气压,反应堆容器承受压力的要求高. 冷却液从反应堆裂变反应吸收的热量从主回路经U型蒸汽发生器传到二回路,然后产生的蒸汽推动透平带动发电机发电. 好处是放射性被限制在主回路.
压水堆和沸水堆都是用轻水既当慢化剂又作冷却液.慢化剂的作用是让裂变反应产生的中子减速, 增大反应截面, 形成链式反应.
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家园 借宝地求助一下 话说小弟一个完全没专业背景学经济的新兵菜鸟工作变动后直接接触能源方面的(主要是电)项目经济性评测之类
小弟想请教应该从哪些方面入手才能在有限时间里尽量多懂一些水、热、核电的基本知识?或者说在这些方面我们TG做项目基本的路数从哪里切进去才能搞懂一点= =
多谢~