转帖:中国快堆核电站即将商用化:核电+核武器?
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转帖:中国快堆核电站即将商用化:核电+核武器?
国产四代核电——福建霞浦钠冷快堆
目前全球的铀矿探明储量达470万吨,可供人类使用约65年,但中国铀矿储量仅有10万吨左右,占全球比例约2%,属贫铀国,铀矿资源多数依赖进口。虽然我国建立铀资源储备库以长期支持核工业发展,但如何节约利用铀资源,仍成为中国核能发展的当务之急。
中国核能发展实行的是“热堆(压水堆)—快堆—聚变堆”的三步走发展战略。第三代核电站以及三代核电以前的核电技术,都是热中子反应堆,简称热堆;快中子增殖堆简称快堆,是世界各国正在研制的第四代核电站;受控核聚变堆,简称聚变堆,为将来的“人造太阳”技术,尚处于实验研制阶段。
目前,人类核能利用的可用技术,正在步入第四代核电阶段。
(一)钠冷快堆,首选堆型
第四代核电技术有六种设计概念,包括三种快中子堆和三种热中子堆。
三种快中子堆分别是:带有先进燃料循环的钠冷快堆(SFR)、铅冷快堆(LFR)和气冷快堆(GFR)。
三种热中子堆分别是:超临界水冷堆(SCWR)、超高温气冷堆(VHTR)和熔盐堆(MSR)。
这些设计的目的是要达到大幅减少核废料、更充分利用铀资源、降低核电站建造和运营成本,以及更好控制核扩散,即保证核技术的和平利用。
热中子堆,目前我国的第二代、第三代核电站都属于热中子堆。
热中子堆又分为重水堆(用二氧化氘重水作为慢化剂和冷却剂的反应堆,更昂贵)和轻水堆(用普通水作为慢化剂和冷却剂的反应堆),我国目前仅秦山三期核电站用的是从加拿大引进的重水堆,其他大多都是轻水堆。
轻水堆又分为压水堆(给堆芯内的普通水加上10MPa至20MPa的气压,温度为三百度左右,不允许水在堆内沸腾的轻水堆)和沸水堆(允许水在堆内沸腾的轻水堆)。我国目前运行的核电站均为压水堆,无沸水堆。
自然界中的天然铀主要含有三种同位素,即铀-238、铀-235、铀-234,三者丰度(相对含量)分别为99.28%、0.71%和0.0054%。
在热中子堆中,只有铀-235可用作燃料,需要通过铀浓缩加工,将铀材料中铀-235含量提高到3%-5%(低浓缩铀),这就是可以为核电站发电所用了。铀-235含量大于80%的铀材料为高浓缩铀,而铀-235含量大于90%的铀材料可以制造核武器。一般民用核电站使用3%左右的低浓缩铀作为核燃料。
总而言之,目前的一代、二代、三代核电站,天然铀中可用于发电的铀资源的利用率还不到1%,另外99%是铀-238,无法用于发电。
快中子堆,用作燃料的不用铀-235,而是用钚-239,且同时在堆心燃料钚-239的外围再生区里放置铀-238,让铀-238吸收钚-239裂变放出来的快中子后,又会很快变成钚-239,钚-239在产生能量的同时,又不断地将铀-238变成可用燃料钚-239。这样一来,在天然铀中含量99%原本难以利用的铀-238,就可以不断地增殖生成可以被快堆用于发电的燃料钚-239。
快中子堆相对于热中子堆(压水堆)是具有革命性的突破。快堆主要具有三大优势:
一是增殖核燃料,可将铀资源利用率从压水堆的不到1%提高到60%以上。
二是焚烧长寿命放射性核素,减低放射性危害,形成闭式燃料循环系统。
三是安全性高,是国际公认的第四代先进核能系统中的优选堆型。
也就是说,与传统的压水堆不同,快堆使用的主要是占天然铀99%以上的铀-238,并且运行过程中还将不断产生新的核燃料,可以做到燃料越烧越多,实现了增殖,因此快堆又称快中子增殖反应堆。
快中子反应堆可以将铀资源利用率从压水堆的不到1%提高到60%以上,而且对于相对较贫的铀矿也有了开采的价值,能够有效解决长期核燃料供给问题,并实现放射性废物最小化,能一举解决铀矿资源枯竭、核材料利用率低和核废料难以处理等问题,这也是我国推动快堆建设的根本动力。
目前,中国正在推进研发的是三种快堆中的其中一种堆型——带有先进燃料循环的钠冷快堆(SFR),钠冷快堆(以下简称快堆)是世界上第四代先进核能系统的首选堆型、主力堆型,代表了第四代核能系统的发展方向。
我国在快堆发展上采用“三步走”路线,即从实验快堆,到示范快堆,再到商用快堆。第一步,建成热功率为6.5万千瓦、电功率2万千瓦的实验快堆;第二步,建造60万千瓦规模的示范快堆(CFR600);第三步,在示范快堆成功建造和运行的基础上,将进一步发展商用快堆,实现国产快堆的商业推广。
(二)实验快堆,建成多年
中国实验快堆,是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。工程选址位于北京房山区中国原子能科学研究院内,这一实验快堆由科技部、国防科工委及核工业集团公司出资兴建,总投资达13.88亿元人民币,中国原子能科学研究院负责建设管理和建成后的运行,是国家863计划中投资最大的专案之一。
中国实验快堆以钠为冷却剂,首次将非能动余热导出系统应用于快堆,这在国际上也是首次。该系统的设计原理是依靠自然对流和自然循环导出余热,不用阀门和泵,除打开空气冷却器风门为主动动作外,其余全部采用非能动原理。该系统可以保证在全厂断电、地震和失水三种最严重的事故状态下,将堆芯余热导出,从而保证反应堆的安全。
中国实验快堆1995年立项,1998年开工建设。
2000年7月18日,《中俄两国政府关于在中国建造和运行快中子实验堆的合作协议》的签订,推进中俄两国的快堆技术合作。
2002年8月核岛主厂房封顶,2005年8月11日堆容器首批大型部件吊入反应堆大厅安装。
2010年7月21日,由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,成为世界上第8个拥有快堆技术的国家。
2011年7月21日,首次实现40%功率并网发电,达到了国家规定的项目验收目标。
2012年11月,国家863计划重大项目——中国实验快堆工程顺利通过科技部组织的专家验收。
2014年12月15日17时,中国实验快堆首次达到100%功率,在18日17时实现满功率稳定运行72小时,主要工艺参数和安全性能指标达到设计要求,标志着中国全面掌握快堆的设计、建造、调试、运行的核心技术。
中国实验快堆热设计功率65兆瓦,电功率20兆瓦,是世界上为数不多的大功率、具备发电功能的实验快堆,其主要系统设置和参数选择与大型快堆电站相同。
实验快堆的建成标志着我国核能发展“压水堆—快堆—聚变堆”三步走战略中的第二步取得了重大突破。
中国实验快堆(CEFR)作为中国快堆发展的第一步,为中国下一步示范快堆的建设、大型快堆电站发展打下了根本性的基础。
(三)示范快堆,即将建成
自主研发创新快堆技术,目的是要尽快实现快堆工业化、产业化。示范快堆工程建设,是国家重大核能科技专项,是我国核能战略“三步走”的关键环节,也是新时代、新形势下中国核工业发展的标志性工程,对于实现核燃料闭式循环、促进我国核能可持续发展具有重要意义。
示范快堆,实际上就是示范性质的商业用快堆。
商用堆与实验堆有什么区别呢?最大的区别,如实验快堆在运行中出现问题时,可以随时“叫停”进行检测维修,但一旦商业化,则没有这样的空间。
由于上述此前的实验快堆建设中已顺利实现并网发电,这样一来,示范性商业快堆的建设进程就将可以加快。今后在首个示范性商业快堆稳定运行一年左右之后,其他商业快堆便可照搬其示范技术,进行大规模推广建设。
2014年10月,示范快堆工程项目总体规划方案获得国家批准,项目选定在中核集团霞浦核电项目中实施。示范快堆工程采用单机容量60万千瓦的快中子反应堆,计划于2023年建成投产。
中核霞浦核电有限公司成立于2015年7月23日,经营范围包括核电站的建设、运营和管理,生产、销售电力及相关产品等。根据项目规划,福建霞浦核电厂将统一规划、分期建设7台核电机组,先期建设2台CFR600示范快堆机组,后期将建设1台600MW高温汽冷堆核电机组、4台百万千万级压水堆核电机组。
霞浦核电厂,由两家不同业主公司在同一厂址,投资建设三种不同堆型的三代、四代核电项目,即由中核霞浦核电有限公司投资建设60万千瓦快堆示范项目;由华能霞浦核电有限公司投资建设1台60万千瓦高温气冷堆核电机组和4台百万千瓦级压水堆机组。其中,高温气冷堆为四代堆型的商用堆。
2015年7月31日该CFR600示范快堆机组工程正挖施工启动。
2017年12月29日,中核集团在福建省霞浦县宣布示范快堆工程土建开工,开启我国核能发展的新篇章。
霞浦县隶属福建省的宁德市,地处福建东北部沿海地带。在建中的霞浦核电站与现有宁德核电站(二代核电)海上直线距离仅约30公里。
霞浦厂址所在的霞浦县长表岛,距霞浦县城东南方位约17公里,处于东冲半岛的东北部,福宁湾西南岸,为国内优良的Ⅰ类滨海核电厂址。国家能源局于2015年将霞浦核电厂址列入国家核电中长期发展规划。
(四)商用快堆,规模建造
在建的福建霞浦核电站项目为CFR600示范快堆1、2号机组,虽然是“示范”机组,但必将成为今后进一步推广建设商用化快堆提供示范案例。
据业内专家预计,我国将于“十四五”期间建成CFR600示范快堆,2030年左右建成百万千瓦级大型高增殖商用快堆,2035年实现规模化建造。
福建省快堆电站项目,除霞浦核电项目外,中核集团还规划在三明市将乐县高塘镇建造一座商用钠冷快堆电站。
三明核电项目一期工程规划建设2×800MW级纳冷快中子反应堆核电机组,技术方案参考俄罗斯商用示范快堆电站bn800机组。一期工程一号机组原拟于2013年开工建设,建设期为60个月,2号机组拟于2014年开工建设,建设期为60个月。原设计分别于2018年和2019年投入商业运行。中核集团福建三明核电有限公司为三明核电工程项目的业主公司,由中核核电有限公司(中核集团),福建省投资开发集团有限责任公司和福建省三明市国有资产投资经营公司分别以51%控股、40%和9%参股共同出资组建。
后因2011年发生福岛核事故,国家出于核电技术安全考虑,对核电站项目审批暂停,且由于内陆核电安全问题比沿海核电存在更多争议,于是三明核电项目被无限期搁置,目前尚停留在项目前期工作阶段。
从中国快堆后发优势上看,快堆安全性方面必然优于俄罗斯快堆。
中国自主研制的CFR600示范快堆研制设计时,已将非能动余热导出系统应用于快堆,该系统的设计原理是依靠自然对流和自然循环导出余热,采用非能动原理,可以保证在全厂断电、地震、失水三种最严重的事故状态下实现堆芯余热导出,从而保证反应堆的相对安全。
在中国碳达峰、碳中和的总体目标要求下,在霞浦示范快堆成功建造、正常运营之后,中国必将进一步研制设计安全可行的商用快堆技术,同时国家或将进一步开放内陆核电站项目审批,中核三明核电项目将复活,重新投入建造。终有一天中国快堆核电,将迎来大发展。
同时,将来中国商用快堆技术也不可能仅仅局限在国内装机发展,也一定会加入出口行列,成为新一代中国制造的拳头品,在世界各国建成更多快堆电站。
不过,由于快堆核反应过程中增殖的钚-239,竟然还是制造核弹的原材料,这样一来,中国的快堆技术一般是不会出口给不友好国家的。
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作者:如梦令1980
链接:https://xueqiu.com/6075052291/213249232
来源:雪球
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。
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目前全球的铀矿探明储量达470万吨,可供人类使用约65年,但中国铀矿储量仅有10万吨左右,占全球比例约2%,属贫铀国,铀矿资源多数依赖进口。虽然我国建立铀资源储备库以长期支持核工业发展,但如何节约利用铀资源,仍成为中国核能发展的当务之急。
中国核能发展实行的是“热堆(压水堆)—快堆—聚变堆”的三步走发展战略。第三代核电站以及三代核电以前的核电技术,都是热中子反应堆,简称热堆;快中子增殖堆简称快堆,是世界各国正在研制的第四代核电站;受控核聚变堆,简称聚变堆,为将来的“人造太阳”技术,尚处于实验研制阶段。
目前,人类核能利用的可用技术,正在步入第四代核电阶段。
(一)钠冷快堆,首选堆型
第四代核电技术有六种设计概念,包括三种快中子堆和三种热中子堆。
三种快中子堆分别是:带有先进燃料循环的钠冷快堆(SFR)、铅冷快堆(LFR)和气冷快堆(GFR)。
三种热中子堆分别是:超临界水冷堆(SCWR)、超高温气冷堆(VHTR)和熔盐堆(MSR)。
这些设计的目的是要达到大幅减少核废料、更充分利用铀资源、降低核电站建造和运营成本,以及更好控制核扩散,即保证核技术的和平利用。
热中子堆,目前我国的第二代、第三代核电站都属于热中子堆。
热中子堆又分为重水堆(用二氧化氘重水作为慢化剂和冷却剂的反应堆,更昂贵)和轻水堆(用普通水作为慢化剂和冷却剂的反应堆),我国目前仅秦山三期核电站用的是从加拿大引进的重水堆,其他大多都是轻水堆。
轻水堆又分为压水堆(给堆芯内的普通水加上10MPa至20MPa的气压,温度为三百度左右,不允许水在堆内沸腾的轻水堆)和沸水堆(允许水在堆内沸腾的轻水堆)。我国目前运行的核电站均为压水堆,无沸水堆。
自然界中的天然铀主要含有三种同位素,即铀-238、铀-235、铀-234,三者丰度(相对含量)分别为99.28%、0.71%和0.0054%。
在热中子堆中,只有铀-235可用作燃料,需要通过铀浓缩加工,将铀材料中铀-235含量提高到3%-5%(低浓缩铀),这就是可以为核电站发电所用了。铀-235含量大于80%的铀材料为高浓缩铀,而铀-235含量大于90%的铀材料可以制造核武器。一般民用核电站使用3%左右的低浓缩铀作为核燃料。
总而言之,目前的一代、二代、三代核电站,天然铀中可用于发电的铀资源的利用率还不到1%,另外99%是铀-238,无法用于发电。
快中子堆,用作燃料的不用铀-235,而是用钚-239,且同时在堆心燃料钚-239的外围再生区里放置铀-238,让铀-238吸收钚-239裂变放出来的快中子后,又会很快变成钚-239,钚-239在产生能量的同时,又不断地将铀-238变成可用燃料钚-239。这样一来,在天然铀中含量99%原本难以利用的铀-238,就可以不断地增殖生成可以被快堆用于发电的燃料钚-239。
快中子堆相对于热中子堆(压水堆)是具有革命性的突破。快堆主要具有三大优势:
一是增殖核燃料,可将铀资源利用率从压水堆的不到1%提高到60%以上。
二是焚烧长寿命放射性核素,减低放射性危害,形成闭式燃料循环系统。
三是安全性高,是国际公认的第四代先进核能系统中的优选堆型。
也就是说,与传统的压水堆不同,快堆使用的主要是占天然铀99%以上的铀-238,并且运行过程中还将不断产生新的核燃料,可以做到燃料越烧越多,实现了增殖,因此快堆又称快中子增殖反应堆。
快中子反应堆可以将铀资源利用率从压水堆的不到1%提高到60%以上,而且对于相对较贫的铀矿也有了开采的价值,能够有效解决长期核燃料供给问题,并实现放射性废物最小化,能一举解决铀矿资源枯竭、核材料利用率低和核废料难以处理等问题,这也是我国推动快堆建设的根本动力。
目前,中国正在推进研发的是三种快堆中的其中一种堆型——带有先进燃料循环的钠冷快堆(SFR),钠冷快堆(以下简称快堆)是世界上第四代先进核能系统的首选堆型、主力堆型,代表了第四代核能系统的发展方向。
我国在快堆发展上采用“三步走”路线,即从实验快堆,到示范快堆,再到商用快堆。第一步,建成热功率为6.5万千瓦、电功率2万千瓦的实验快堆;第二步,建造60万千瓦规模的示范快堆(CFR600);第三步,在示范快堆成功建造和运行的基础上,将进一步发展商用快堆,实现国产快堆的商业推广。
(二)实验快堆,建成多年
中国实验快堆,是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。工程选址位于北京房山区中国原子能科学研究院内,这一实验快堆由科技部、国防科工委及核工业集团公司出资兴建,总投资达13.88亿元人民币,中国原子能科学研究院负责建设管理和建成后的运行,是国家863计划中投资最大的专案之一。
中国实验快堆以钠为冷却剂,首次将非能动余热导出系统应用于快堆,这在国际上也是首次。该系统的设计原理是依靠自然对流和自然循环导出余热,不用阀门和泵,除打开空气冷却器风门为主动动作外,其余全部采用非能动原理。该系统可以保证在全厂断电、地震和失水三种最严重的事故状态下,将堆芯余热导出,从而保证反应堆的安全。
中国实验快堆1995年立项,1998年开工建设。
2000年7月18日,《中俄两国政府关于在中国建造和运行快中子实验堆的合作协议》的签订,推进中俄两国的快堆技术合作。
2002年8月核岛主厂房封顶,2005年8月11日堆容器首批大型部件吊入反应堆大厅安装。
2010年7月21日,由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,成为世界上第8个拥有快堆技术的国家。
2011年7月21日,首次实现40%功率并网发电,达到了国家规定的项目验收目标。
2012年11月,国家863计划重大项目——中国实验快堆工程顺利通过科技部组织的专家验收。
2014年12月15日17时,中国实验快堆首次达到100%功率,在18日17时实现满功率稳定运行72小时,主要工艺参数和安全性能指标达到设计要求,标志着中国全面掌握快堆的设计、建造、调试、运行的核心技术。
中国实验快堆热设计功率65兆瓦,电功率20兆瓦,是世界上为数不多的大功率、具备发电功能的实验快堆,其主要系统设置和参数选择与大型快堆电站相同。
实验快堆的建成标志着我国核能发展“压水堆—快堆—聚变堆”三步走战略中的第二步取得了重大突破。
中国实验快堆(CEFR)作为中国快堆发展的第一步,为中国下一步示范快堆的建设、大型快堆电站发展打下了根本性的基础。
(三)示范快堆,即将建成
自主研发创新快堆技术,目的是要尽快实现快堆工业化、产业化。示范快堆工程建设,是国家重大核能科技专项,是我国核能战略“三步走”的关键环节,也是新时代、新形势下中国核工业发展的标志性工程,对于实现核燃料闭式循环、促进我国核能可持续发展具有重要意义。
示范快堆,实际上就是示范性质的商业用快堆。
商用堆与实验堆有什么区别呢?最大的区别,如实验快堆在运行中出现问题时,可以随时“叫停”进行检测维修,但一旦商业化,则没有这样的空间。
由于上述此前的实验快堆建设中已顺利实现并网发电,这样一来,示范性商业快堆的建设进程就将可以加快。今后在首个示范性商业快堆稳定运行一年左右之后,其他商业快堆便可照搬其示范技术,进行大规模推广建设。
2014年10月,示范快堆工程项目总体规划方案获得国家批准,项目选定在中核集团霞浦核电项目中实施。示范快堆工程采用单机容量60万千瓦的快中子反应堆,计划于2023年建成投产。
中核霞浦核电有限公司成立于2015年7月23日,经营范围包括核电站的建设、运营和管理,生产、销售电力及相关产品等。根据项目规划,福建霞浦核电厂将统一规划、分期建设7台核电机组,先期建设2台CFR600示范快堆机组,后期将建设1台600MW高温汽冷堆核电机组、4台百万千万级压水堆核电机组。
霞浦核电厂,由两家不同业主公司在同一厂址,投资建设三种不同堆型的三代、四代核电项目,即由中核霞浦核电有限公司投资建设60万千瓦快堆示范项目;由华能霞浦核电有限公司投资建设1台60万千瓦高温气冷堆核电机组和4台百万千瓦级压水堆机组。其中,高温气冷堆为四代堆型的商用堆。
2015年7月31日该CFR600示范快堆机组工程正挖施工启动。
2017年12月29日,中核集团在福建省霞浦县宣布示范快堆工程土建开工,开启我国核能发展的新篇章。
霞浦县隶属福建省的宁德市,地处福建东北部沿海地带。在建中的霞浦核电站与现有宁德核电站(二代核电)海上直线距离仅约30公里。
霞浦厂址所在的霞浦县长表岛,距霞浦县城东南方位约17公里,处于东冲半岛的东北部,福宁湾西南岸,为国内优良的Ⅰ类滨海核电厂址。国家能源局于2015年将霞浦核电厂址列入国家核电中长期发展规划。
(四)商用快堆,规模建造
在建的福建霞浦核电站项目为CFR600示范快堆1、2号机组,虽然是“示范”机组,但必将成为今后进一步推广建设商用化快堆提供示范案例。
据业内专家预计,我国将于“十四五”期间建成CFR600示范快堆,2030年左右建成百万千瓦级大型高增殖商用快堆,2035年实现规模化建造。
福建省快堆电站项目,除霞浦核电项目外,中核集团还规划在三明市将乐县高塘镇建造一座商用钠冷快堆电站。
三明核电项目一期工程规划建设2×800MW级纳冷快中子反应堆核电机组,技术方案参考俄罗斯商用示范快堆电站bn800机组。一期工程一号机组原拟于2013年开工建设,建设期为60个月,2号机组拟于2014年开工建设,建设期为60个月。原设计分别于2018年和2019年投入商业运行。中核集团福建三明核电有限公司为三明核电工程项目的业主公司,由中核核电有限公司(中核集团),福建省投资开发集团有限责任公司和福建省三明市国有资产投资经营公司分别以51%控股、40%和9%参股共同出资组建。
后因2011年发生福岛核事故,国家出于核电技术安全考虑,对核电站项目审批暂停,且由于内陆核电安全问题比沿海核电存在更多争议,于是三明核电项目被无限期搁置,目前尚停留在项目前期工作阶段。
从中国快堆后发优势上看,快堆安全性方面必然优于俄罗斯快堆。
中国自主研制的CFR600示范快堆研制设计时,已将非能动余热导出系统应用于快堆,该系统的设计原理是依靠自然对流和自然循环导出余热,采用非能动原理,可以保证在全厂断电、地震、失水三种最严重的事故状态下实现堆芯余热导出,从而保证反应堆的相对安全。
在中国碳达峰、碳中和的总体目标要求下,在霞浦示范快堆成功建造、正常运营之后,中国必将进一步研制设计安全可行的商用快堆技术,同时国家或将进一步开放内陆核电站项目审批,中核三明核电项目将复活,重新投入建造。终有一天中国快堆核电,将迎来大发展。
同时,将来中国商用快堆技术也不可能仅仅局限在国内装机发展,也一定会加入出口行列,成为新一代中国制造的拳头品,在世界各国建成更多快堆电站。
不过,由于快堆核反应过程中增殖的钚-239,竟然还是制造核弹的原材料,这样一来,中国的快堆技术一般是不会出口给不友好国家的。
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上次由 FoxMe 在 2023年 4月 22日 09:21 修改。
Re: 转帖:中国快堆核电站即将商用化
貌似中国领先?其它国家有商用化的快堆吗?要点:
与传统的压水堆不同,快堆使用的主要是占天然铀99%以上的铀-238,并且运行过程中还将不断产生新的核燃料,可以做到燃料越烧越多,实现了增殖,因此快堆又称快中子增殖反应堆。
由于快堆核反应过程中增殖的钚-239,竟然还是制造核弹的原材料。不免有些西方国家唧唧歪歪,以小人之心度君子之腹。
与传统的压水堆不同,快堆使用的主要是占天然铀99%以上的铀-238,并且运行过程中还将不断产生新的核燃料,可以做到燃料越烧越多,实现了增殖,因此快堆又称快中子增殖反应堆。
由于快堆核反应过程中增殖的钚-239,竟然还是制造核弹的原材料。不免有些西方国家唧唧歪歪,以小人之心度君子之腹。
Re: 转帖:中国快堆核电站即将商用化
(转贴)中国扩张核武库,开启核武超级大国“三足鼎立”时代
报告 引用
未读帖子 由 LittleBear » 昨天, 5:59 pm
中国扩张核武库,开启核武超级大国“三足鼎立”时代
文章来源: 纽约时报中文网 于 2023-04-20 12:13:50 - 新闻取自各大新闻媒体,新闻内容并不代表本网立场!
(被阅读 11466 次)A- A A+
华盛顿——在距离台湾仅217公里的中国海岸,北京正准备启动一座新的反应堆,五角大楼认为,这座反应堆将为中国核武库的大规模扩张提供燃料,有可能使中国在核武能力方面同美国和俄罗斯并驾齐驱。这种所谓的快速增殖反应堆擅长制造钚,也就是原子弹的顶级燃料。
该反应堆的核材料由俄罗斯提供。过去几个月,俄罗斯核工业巨头国家原子能公司完成了25吨高浓缩铀的交付,以便开始生产。这笔交易意味着,俄罗斯和中国正合作开展一个将有助于两国的核现代化项目,根据五角大楼的估计,两国的核武库规模加起来会让美国相形见绌。
这一新的现实促使人们对美国的核战略展开全面的反思。十几年前,奥巴马总统设想一个不可阻挡地走向消除所有核武器的世界时,几乎没有人预料到今天。而美国现在面临的问题是如何应对一场三方核竞争,它将颠覆迄今成功避免了核战争的大部分威慑战略。
美国战略家们认为,与美国在冷战期间经历的情况相比,如今已经进入了一个复杂得多的新时代,在俄罗斯部署新型武器,并威胁要对乌克兰使用战场核武器之际,中国的扩张是这一观点的最新例证。
中国坚称,沿海的增殖反应堆将纯粹用于民用目的,没有证据表明中国和俄罗斯正在合作开发核武器,也没有证据表明两国正在协调核战略来对抗共同对手。
但五角大楼高级官员约翰·普拉姆最近告诉国会:“增殖反应堆是钚,而钚是用于武器的,这是无法回避的事实。”
这可能只是一个开始。中国国家主席习近平上个月在莫斯科会见普京总统时宣布了一项鲜少为人提起的消息:俄罗斯国家原子能公司和中国原子能机构签署了一项协议,将双方合作延长数年,甚至有可能是几十年。
“到本世纪30年代,美国将有史以来首次面临两个主要核大国作为战略竞争对手和潜在对手,”去年秋天,五角大楼在一份政策文件中表示。“这将给稳定带来新的压力,并给威慑、保证、军控和降低风险带来新的挑战。”
最近几周,对于限制中国军力建设的可能性,美国官员几乎显得有些听天由命。
“我们可能无法做任何事情来阻止、减缓、干扰、拦截或摧毁中国在未来10到20年的核发展计划,”美国参谋长联席会议主席马克·米利上将上月底对国会表示。
鉴于美国多年来一直试图让世界摆脱核武器,米利的话显得尤为尖锐。奥巴马曾制定一项减少美国对核武器依赖的战略,希望其他大国也能效仿。
现在,情况正好相反。普京在战场上的失败让他更加依赖自己的核武库。
限制美俄两国核武库规模的仅存条约《新削减战略武器条约》将在大约1000天内到期。美国官员承认,在乌克兰战争白热化的情况下,达成新条约的可能性微乎其微。即使俄罗斯和美国可以坐下来讨论一个条约,除非中国也签署,否则它的价值会大打折扣。而北京对此没有表现出兴趣。
中国领导人毫不掩饰其扩张计划。根据美国科学家联合会的一项年度调查,中国目前拥有大约410枚核弹头。五角大楼去年11月发布的关于中国军事的最新报告称,如果保持目前的速度,中国的弹头数量到本十年末可能增加到1000枚,到2035年左右可能增加到1500枚。
为了强调问题的紧迫性,国务院最近几周召集了一个专家小组,要求该小组在180天内提出建议,并称“美国正进入全球核秩序最复杂、最具挑战性的时期之一,可能比冷战时期还要严重”。
现在的形势的确更为复杂——冷战只涉及两个主要参与者,美国和苏联;中国只是旁枝末节。当时中国拥有200枚左右的核武器,规模非常小,几乎没有被纳入讨论,而且北京从未参加过主要的军备控制条约。
不过,有理由谨慎看待对核能力最坏情况的分析。中国和俄罗斯有着长期互不信任的历史。五角大楼则擅长夸大威胁,这种做法可能导致对预算的限制减少。最近,一些专家对它的警告提出了质疑。
“如果深入研究,会发现很多问题,”奥巴马政府时期在国家安全委员会担任核事务官员的乔恩·沃尔夫斯塔尔说。“即使他们增加一倍或两倍,我们在观测,并且我们有能力做出反应。”
尽管如此,一些批评人士已经开始认同五角大楼的新评估,有时给出的估计比拜登政府的估计还要高。
在国会山,有些人开始讨论,面对即将到来的中国核武库扩张,是否需要一种全新的应对方式。一些共和党人已经开始讨论在《新削减战略武器条约》到期后扩大核武库,这样当俄中联合部队以协调的方式对抗美国时,美国便可以同它们抗衡。也有人认为这是反应过度。
“我觉得,认为我们将同时打两场核战争的想法是疯狂的,”研究核武器的哈佛大学教授马修·邦恩说。
在中国,制造武器,拒绝谈判
中国于1964年10月在罗布泊进行了核试验,加入核俱乐部,肯尼迪和约翰逊政府一度考虑破坏这些试验。
但毛泽东采取“最小威慑”战略,将冷战时期的军备竞赛视为一种惊人的浪费。中国一直采取将核武库限制在几百件范围内的做法,直到习近平扭转了方向。
在中国核武库的规模接近另外两个超级大国之前,习近平现在似乎不太可能考虑减缓其增长。这位中国领导人在去年10月的共产党代表大会上发表讲话,阐述了他下一个执政任期的议程,他表示他的国家必须“打造强大战略威慑力量体系”。
北京和华盛顿之间不断加剧的紧张关系似乎使习近平对自己的判断更为坚定,即中国必须对抗“全方位的遏制”,包括建立更强大的核威慑力量。即使是认为中国的增殖反应堆面临许多技术障碍的专家也看到中国正在扩大其核武器潜力的其他迹象,包括乏核燃料后处理工厂、似乎与民用电网无关的新反应堆,以及罗布泊核试验场的建设活动。
“中国领导人更加坚定地关注中美关系的长期竞争,如果有必要的话,就是中美对抗,”卡内基国际和平基金会核政策项目高级研究员赵通表示。他说,中国的核扩张“主要是为了影响美国对国际力量平衡的评估,并使其接受中国即将成为一个同样强大的国家这一现实”。
中国野心的最大广告是其在干旱的北部地区修建的三个巨大的导弹发射井区域。据估计,这些发射井总共可以容纳350枚洲际弹道导弹,每枚导弹都可能配备多弹头。
过去,中国大多将导弹与核弹头分开存放,这意味着如果北京考虑升级,华盛顿会得到清晰的预警。这将为外交努力争取时间。麻省理工学院研究中国军事的教授傅泰林(M. Taylor Fravel)说,可能被安装在发射井中的新型固体燃料导弹更有可能与弹头相连——就像美国的设计一样——从而缩短了发射所需的时间。
“中国希望消除美国对其威慑力量的任何怀疑,”他说。
中国也在加强其“三位一体”——从陆地、海洋和空中运载核武器的三种方式——类似于冷战期间的美国和苏联为了让它们的核威胁几乎无懈可击所做的努力。
例如,中国海军正在研制新一代用于发射导弹的潜艇,以取代现有的潜艇——这些潜艇噪音太大,美军几乎不费什么力气就可以追踪到。
在华盛顿,人们担心习近平从普京的核威胁中吸取了经验——并可能在台湾冲突中挥舞他的新武器。
在俄罗斯和美国,推出新武器
中国的核武器扩张之前,俄罗斯和美国花了数十年时间敲定一项又一项协议,以削减它们的核武库规模——在高峰期拥有大约7万件武器。现在双方各减少至1550件远程武器。就在拜登总统就职几周后,他和普京将《新削减战略武器条约》延长了五年。
但自乌克兰入侵以来,该条约已形同虚设。普京最近宣布他将暂停该协议。虽然他坚持1550件的限制,但几乎所有其他条约义务都已被无视,包括相互检查和交换有关彼此武库的数据。
普京正在努力改进他的武器库。五年前,他使用俄罗斯武器瞄准佛罗里达州的视频动画来展示五种新型核武器,他声称这些武器可以在战争中击败西方,其中一件被他描述为“无敌”。当时,西方分析人士认为,俄罗斯经济疲软,普京主要是在虚张声势。
这些武器系统中只有两个取得了进展,而其他三个——包括“无敌”核巡航导弹——则因延误、测试失败和可行性问题陷入困境。总的来说,一些分析师认为,新武器是在转移注意力。真正重要的是升级冷战时期的军火库,让这些从苏联继承的老化系统更具生存力。
“目前95%的情况是这样,”位于华盛顿的私人研究组织美国科学家联合会核信息项目主任汉斯·M·克里斯滕森说。“人们都在谈论宏大的新系统将改变一切。但显然不会是那样。”
五角大楼认为至少有一种新生代武器具有潜在威胁,部分原因是如果它得到完善,将可以压制美国的反导弹防御系统。这种武器是一种远程核动力水下鱼雷,一旦发射,就可以自动向该国的一个海岸移动。正如俄罗斯所描述的那样,它的弹头会产生“大面积放射性污染,污染区将长期不适合军事、经济或其他活动”。克里斯滕森说,这种鱼雷即将投入使用。
拜登政府则宣布计划为美国核武库制造冷战以来的首个新弹头——白宫称,出于安全方面的考虑,此次更新已经拖延多时。这种用于潜射导弹的弹头,只是美国原子武器基地、工厂、轰炸机、潜艇和陆基导弹综合体大规模改造的一小部分。
北京和莫斯科称美国的此次改造促使它们也开始进行自己的升级。在军控组织看来,行动和反制行动的不断加剧会增加误判和战争的风险。
和所有顶级核武一样,此次增加的名为W93的弹头是热核武器。此类武器在其核心部分有一个小型原子弹,用来引燃武器的氢燃料,导致比广岛原子弹强一千倍的爆炸。原子触发器通常是使用钚制作的。专家称北京的核武库就是这样,这解释了为什么该国在建造增殖反应堆。
美国拥有冷战时期遗留下来的约40吨可用于制造武器的钚,存量充足。不过目前正在建造两座新工厂,以将旧的钚改制成触发器,用于翻新武器,或W93这样的新热核武器。负责国会调查的机构近日估计,新厂的造价可能达到240亿美元。
许多军控组织谴责了新建设施的行动。他们认为华盛顿拥有取自退役氢弹的至少20000件钚触发器库存,需要时可以回收再利用。
尽管有这些批评,拜登政府还是推进了该计划,并坚称触发器的回收是有风险的。能源部长詹妮弗·M·格兰霍姆宣称,这些新厂对“安全、可靠和有效的核威慑”至关重要。
格兰霍姆表示,老旧核武力量的现代化是少数存在两党共识的领域之一。但这并不能解决更大范围内的战略困境。
“我们不知道该怎么办,”前五角大楼官员、现任核不扩散政策教育中心主任的亨利·D·索科尔斯基说。“该做出怎样的反应——要不要多造一些,还有,我们是否具备在产量上远远超过他们的能力?”
报告 引用
未读帖子 由 LittleBear » 昨天, 5:59 pm
中国扩张核武库,开启核武超级大国“三足鼎立”时代
文章来源: 纽约时报中文网 于 2023-04-20 12:13:50 - 新闻取自各大新闻媒体,新闻内容并不代表本网立场!
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华盛顿——在距离台湾仅217公里的中国海岸,北京正准备启动一座新的反应堆,五角大楼认为,这座反应堆将为中国核武库的大规模扩张提供燃料,有可能使中国在核武能力方面同美国和俄罗斯并驾齐驱。这种所谓的快速增殖反应堆擅长制造钚,也就是原子弹的顶级燃料。
该反应堆的核材料由俄罗斯提供。过去几个月,俄罗斯核工业巨头国家原子能公司完成了25吨高浓缩铀的交付,以便开始生产。这笔交易意味着,俄罗斯和中国正合作开展一个将有助于两国的核现代化项目,根据五角大楼的估计,两国的核武库规模加起来会让美国相形见绌。
这一新的现实促使人们对美国的核战略展开全面的反思。十几年前,奥巴马总统设想一个不可阻挡地走向消除所有核武器的世界时,几乎没有人预料到今天。而美国现在面临的问题是如何应对一场三方核竞争,它将颠覆迄今成功避免了核战争的大部分威慑战略。
美国战略家们认为,与美国在冷战期间经历的情况相比,如今已经进入了一个复杂得多的新时代,在俄罗斯部署新型武器,并威胁要对乌克兰使用战场核武器之际,中国的扩张是这一观点的最新例证。
中国坚称,沿海的增殖反应堆将纯粹用于民用目的,没有证据表明中国和俄罗斯正在合作开发核武器,也没有证据表明两国正在协调核战略来对抗共同对手。
但五角大楼高级官员约翰·普拉姆最近告诉国会:“增殖反应堆是钚,而钚是用于武器的,这是无法回避的事实。”
这可能只是一个开始。中国国家主席习近平上个月在莫斯科会见普京总统时宣布了一项鲜少为人提起的消息:俄罗斯国家原子能公司和中国原子能机构签署了一项协议,将双方合作延长数年,甚至有可能是几十年。
“到本世纪30年代,美国将有史以来首次面临两个主要核大国作为战略竞争对手和潜在对手,”去年秋天,五角大楼在一份政策文件中表示。“这将给稳定带来新的压力,并给威慑、保证、军控和降低风险带来新的挑战。”
最近几周,对于限制中国军力建设的可能性,美国官员几乎显得有些听天由命。
“我们可能无法做任何事情来阻止、减缓、干扰、拦截或摧毁中国在未来10到20年的核发展计划,”美国参谋长联席会议主席马克·米利上将上月底对国会表示。
鉴于美国多年来一直试图让世界摆脱核武器,米利的话显得尤为尖锐。奥巴马曾制定一项减少美国对核武器依赖的战略,希望其他大国也能效仿。
现在,情况正好相反。普京在战场上的失败让他更加依赖自己的核武库。
限制美俄两国核武库规模的仅存条约《新削减战略武器条约》将在大约1000天内到期。美国官员承认,在乌克兰战争白热化的情况下,达成新条约的可能性微乎其微。即使俄罗斯和美国可以坐下来讨论一个条约,除非中国也签署,否则它的价值会大打折扣。而北京对此没有表现出兴趣。
中国领导人毫不掩饰其扩张计划。根据美国科学家联合会的一项年度调查,中国目前拥有大约410枚核弹头。五角大楼去年11月发布的关于中国军事的最新报告称,如果保持目前的速度,中国的弹头数量到本十年末可能增加到1000枚,到2035年左右可能增加到1500枚。
为了强调问题的紧迫性,国务院最近几周召集了一个专家小组,要求该小组在180天内提出建议,并称“美国正进入全球核秩序最复杂、最具挑战性的时期之一,可能比冷战时期还要严重”。
现在的形势的确更为复杂——冷战只涉及两个主要参与者,美国和苏联;中国只是旁枝末节。当时中国拥有200枚左右的核武器,规模非常小,几乎没有被纳入讨论,而且北京从未参加过主要的军备控制条约。
不过,有理由谨慎看待对核能力最坏情况的分析。中国和俄罗斯有着长期互不信任的历史。五角大楼则擅长夸大威胁,这种做法可能导致对预算的限制减少。最近,一些专家对它的警告提出了质疑。
“如果深入研究,会发现很多问题,”奥巴马政府时期在国家安全委员会担任核事务官员的乔恩·沃尔夫斯塔尔说。“即使他们增加一倍或两倍,我们在观测,并且我们有能力做出反应。”
尽管如此,一些批评人士已经开始认同五角大楼的新评估,有时给出的估计比拜登政府的估计还要高。
在国会山,有些人开始讨论,面对即将到来的中国核武库扩张,是否需要一种全新的应对方式。一些共和党人已经开始讨论在《新削减战略武器条约》到期后扩大核武库,这样当俄中联合部队以协调的方式对抗美国时,美国便可以同它们抗衡。也有人认为这是反应过度。
“我觉得,认为我们将同时打两场核战争的想法是疯狂的,”研究核武器的哈佛大学教授马修·邦恩说。
在中国,制造武器,拒绝谈判
中国于1964年10月在罗布泊进行了核试验,加入核俱乐部,肯尼迪和约翰逊政府一度考虑破坏这些试验。
但毛泽东采取“最小威慑”战略,将冷战时期的军备竞赛视为一种惊人的浪费。中国一直采取将核武库限制在几百件范围内的做法,直到习近平扭转了方向。
在中国核武库的规模接近另外两个超级大国之前,习近平现在似乎不太可能考虑减缓其增长。这位中国领导人在去年10月的共产党代表大会上发表讲话,阐述了他下一个执政任期的议程,他表示他的国家必须“打造强大战略威慑力量体系”。
北京和华盛顿之间不断加剧的紧张关系似乎使习近平对自己的判断更为坚定,即中国必须对抗“全方位的遏制”,包括建立更强大的核威慑力量。即使是认为中国的增殖反应堆面临许多技术障碍的专家也看到中国正在扩大其核武器潜力的其他迹象,包括乏核燃料后处理工厂、似乎与民用电网无关的新反应堆,以及罗布泊核试验场的建设活动。
“中国领导人更加坚定地关注中美关系的长期竞争,如果有必要的话,就是中美对抗,”卡内基国际和平基金会核政策项目高级研究员赵通表示。他说,中国的核扩张“主要是为了影响美国对国际力量平衡的评估,并使其接受中国即将成为一个同样强大的国家这一现实”。
中国野心的最大广告是其在干旱的北部地区修建的三个巨大的导弹发射井区域。据估计,这些发射井总共可以容纳350枚洲际弹道导弹,每枚导弹都可能配备多弹头。
过去,中国大多将导弹与核弹头分开存放,这意味着如果北京考虑升级,华盛顿会得到清晰的预警。这将为外交努力争取时间。麻省理工学院研究中国军事的教授傅泰林(M. Taylor Fravel)说,可能被安装在发射井中的新型固体燃料导弹更有可能与弹头相连——就像美国的设计一样——从而缩短了发射所需的时间。
“中国希望消除美国对其威慑力量的任何怀疑,”他说。
中国也在加强其“三位一体”——从陆地、海洋和空中运载核武器的三种方式——类似于冷战期间的美国和苏联为了让它们的核威胁几乎无懈可击所做的努力。
例如,中国海军正在研制新一代用于发射导弹的潜艇,以取代现有的潜艇——这些潜艇噪音太大,美军几乎不费什么力气就可以追踪到。
在华盛顿,人们担心习近平从普京的核威胁中吸取了经验——并可能在台湾冲突中挥舞他的新武器。
在俄罗斯和美国,推出新武器
中国的核武器扩张之前,俄罗斯和美国花了数十年时间敲定一项又一项协议,以削减它们的核武库规模——在高峰期拥有大约7万件武器。现在双方各减少至1550件远程武器。就在拜登总统就职几周后,他和普京将《新削减战略武器条约》延长了五年。
但自乌克兰入侵以来,该条约已形同虚设。普京最近宣布他将暂停该协议。虽然他坚持1550件的限制,但几乎所有其他条约义务都已被无视,包括相互检查和交换有关彼此武库的数据。
普京正在努力改进他的武器库。五年前,他使用俄罗斯武器瞄准佛罗里达州的视频动画来展示五种新型核武器,他声称这些武器可以在战争中击败西方,其中一件被他描述为“无敌”。当时,西方分析人士认为,俄罗斯经济疲软,普京主要是在虚张声势。
这些武器系统中只有两个取得了进展,而其他三个——包括“无敌”核巡航导弹——则因延误、测试失败和可行性问题陷入困境。总的来说,一些分析师认为,新武器是在转移注意力。真正重要的是升级冷战时期的军火库,让这些从苏联继承的老化系统更具生存力。
“目前95%的情况是这样,”位于华盛顿的私人研究组织美国科学家联合会核信息项目主任汉斯·M·克里斯滕森说。“人们都在谈论宏大的新系统将改变一切。但显然不会是那样。”
五角大楼认为至少有一种新生代武器具有潜在威胁,部分原因是如果它得到完善,将可以压制美国的反导弹防御系统。这种武器是一种远程核动力水下鱼雷,一旦发射,就可以自动向该国的一个海岸移动。正如俄罗斯所描述的那样,它的弹头会产生“大面积放射性污染,污染区将长期不适合军事、经济或其他活动”。克里斯滕森说,这种鱼雷即将投入使用。
拜登政府则宣布计划为美国核武库制造冷战以来的首个新弹头——白宫称,出于安全方面的考虑,此次更新已经拖延多时。这种用于潜射导弹的弹头,只是美国原子武器基地、工厂、轰炸机、潜艇和陆基导弹综合体大规模改造的一小部分。
北京和莫斯科称美国的此次改造促使它们也开始进行自己的升级。在军控组织看来,行动和反制行动的不断加剧会增加误判和战争的风险。
和所有顶级核武一样,此次增加的名为W93的弹头是热核武器。此类武器在其核心部分有一个小型原子弹,用来引燃武器的氢燃料,导致比广岛原子弹强一千倍的爆炸。原子触发器通常是使用钚制作的。专家称北京的核武库就是这样,这解释了为什么该国在建造增殖反应堆。
美国拥有冷战时期遗留下来的约40吨可用于制造武器的钚,存量充足。不过目前正在建造两座新工厂,以将旧的钚改制成触发器,用于翻新武器,或W93这样的新热核武器。负责国会调查的机构近日估计,新厂的造价可能达到240亿美元。
许多军控组织谴责了新建设施的行动。他们认为华盛顿拥有取自退役氢弹的至少20000件钚触发器库存,需要时可以回收再利用。
尽管有这些批评,拜登政府还是推进了该计划,并坚称触发器的回收是有风险的。能源部长詹妮弗·M·格兰霍姆宣称,这些新厂对“安全、可靠和有效的核威慑”至关重要。
格兰霍姆表示,老旧核武力量的现代化是少数存在两党共识的领域之一。但这并不能解决更大范围内的战略困境。
“我们不知道该怎么办,”前五角大楼官员、现任核不扩散政策教育中心主任的亨利·D·索科尔斯基说。“该做出怎样的反应——要不要多造一些,还有,我们是否具备在产量上远远超过他们的能力?”
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Re: 转帖:中国快堆核电站即将商用化
听说快中子对材料的伤害性很大,所以快堆不容易实现商用。FoxMe 写了: 2023年 4月 20日 15:59 貌似中国领先?其它国家有商用化的快堆吗?要点:
与传统的压水堆不同,快堆使用的主要是占天然铀99%以上的铀-238,并且运行过程中还将不断产生新的核燃料,可以做到燃料越烧越多,实现了增殖,因此快堆又称快中子增殖反应堆。
由于快堆核反应过程中增殖的钚-239,竟然还是制造核弹的原材料。不免有些西方国家唧唧歪歪,以小人之心度君子之腹。
中国的钍基熔盐堆应该是希望最大的未来核电站。
Re: 转帖:中国快堆核电站即将商用化
too good to be true。既然世界上其他国家还没有搞成 肯定是难度不低。FoxMe 写了: 2023年 4月 20日 15:48 国产四代核电——福建霞浦钠冷快堆
目前全球的铀矿探明储量达470万吨,可供人类使用约65年,但中国铀矿储量仅有10万吨左右,占全球比例约2%,属贫铀国,铀矿资源多数依赖进口。虽然我国建立铀资源储备库以长期支持核工业发展,但如何节约利用铀资源,仍成为中国核能发展的当务之急。
中国核能发展实行的是“热堆(压水堆)—快堆—聚变堆”的三步走发展战略。第三代核电站以及三代核电以前的核电技术,都是热中子反应堆,简称热堆;快中子增殖堆简称快堆,是世界各国正在研制的第四代核电站;受控核聚变堆,简称聚变堆,为将来的“人造太阳”技术,尚处于实验研制阶段。
目前,人类核能利用的可用技术,正在步入第四代核电阶段。
(一)钠冷快堆,首选堆型
第四代核电技术有六种设计概念,包括三种快中子堆和三种热中子堆。
三种快中子堆分别是:带有先进燃料循环的钠冷快堆(SFR)、铅冷快堆(LFR)和气冷快堆(GFR)。
三种热中子堆分别是:超临界水冷堆(SCWR)、超高温气冷堆(VHTR)和熔盐堆(MSR)。
这些设计的目的是要达到大幅减少核废料、更充分利用铀资源、降低核电站建造和运营成本,以及更好控制核扩散,即保证核技术的和平利用。
热中子堆,目前我国的第二代、第三代核电站都属于热中子堆。
热中子堆又分为重水堆(用二氧化氘重水作为慢化剂和冷却剂的反应堆,更昂贵)和轻水堆(用普通水作为慢化剂和冷却剂的反应堆),我国目前仅秦山三期核电站用的是从加拿大引进的重水堆,其他大多都是轻水堆。
轻水堆又分为压水堆(给堆芯内的普通水加上10MPa至20MPa的气压,温度为三百度左右,不允许水在堆内沸腾的轻水堆)和沸水堆(允许水在堆内沸腾的轻水堆)。我国目前运行的核电站均为压水堆,无沸水堆。
自然界中的天然铀主要含有三种同位素,即铀-238、铀-235、铀-234,三者丰度(相对含量)分别为99.28%、0.71%和0.0054%。
在热中子堆中,只有铀-235可用作燃料,需要通过铀浓缩加工,将铀材料中铀-235含量提高到3%-5%(低浓缩铀),这就是可以为核电站发电所用了。铀-235含量大于80%的铀材料为高浓缩铀,而铀-235含量大于90%的铀材料可以制造核武器。一般民用核电站使用3%左右的低浓缩铀作为核燃料。
总而言之,目前的一代、二代、三代核电站,天然铀中可用于发电的铀资源的利用率还不到1%,另外99%是铀-238,无法用于发电。
快中子堆,用作燃料的不用铀-235,而是用钚-239,且同时在堆心燃料钚-239的外围再生区里放置铀-238,让铀-238吸收钚-239裂变放出来的快中子后,又会很快变成钚-239,钚-239在产生能量的同时,又不断地将铀-238变成可用燃料钚-239。这样一来,在天然铀中含量99%原本难以利用的铀-238,就可以不断地增殖生成可以被快堆用于发电的燃料钚-239。
快中子堆相对于热中子堆(压水堆)是具有革命性的突破。快堆主要具有三大优势:
一是增殖核燃料,可将铀资源利用率从压水堆的不到1%提高到60%以上。
二是焚烧长寿命放射性核素,减低放射性危害,形成闭式燃料循环系统。
三是安全性高,是国际公认的第四代先进核能系统中的优选堆型。
也就是说,与传统的压水堆不同,快堆使用的主要是占天然铀99%以上的铀-238,并且运行过程中还将不断产生新的核燃料,可以做到燃料越烧越多,实现了增殖,因此快堆又称快中子增殖反应堆。
快中子反应堆可以将铀资源利用率从压水堆的不到1%提高到60%以上,而且对于相对较贫的铀矿也有了开采的价值,能够有效解决长期核燃料供给问题,并实现放射性废物最小化,能一举解决铀矿资源枯竭、核材料利用率低和核废料难以处理等问题,这也是我国推动快堆建设的根本动力。
目前,中国正在推进研发的是三种快堆中的其中一种堆型——带有先进燃料循环的钠冷快堆(SFR),钠冷快堆(以下简称快堆)是世界上第四代先进核能系统的首选堆型、主力堆型,代表了第四代核能系统的发展方向。
我国在快堆发展上采用“三步走”路线,即从实验快堆,到示范快堆,再到商用快堆。第一步,建成热功率为6.5万千瓦、电功率2万千瓦的实验快堆;第二步,建造60万千瓦规模的示范快堆(CFR600);第三步,在示范快堆成功建造和运行的基础上,将进一步发展商用快堆,实现国产快堆的商业推广。
(二)实验快堆,建成多年
中国实验快堆,是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。工程选址位于北京房山区中国原子能科学研究院内,这一实验快堆由科技部、国防科工委及核工业集团公司出资兴建,总投资达13.88亿元人民币,中国原子能科学研究院负责建设管理和建成后的运行,是国家863计划中投资最大的专案之一。
中国实验快堆以钠为冷却剂,首次将非能动余热导出系统应用于快堆,这在国际上也是首次。该系统的设计原理是依靠自然对流和自然循环导出余热,不用阀门和泵,除打开空气冷却器风门为主动动作外,其余全部采用非能动原理。该系统可以保证在全厂断电、地震和失水三种最严重的事故状态下,将堆芯余热导出,从而保证反应堆的安全。
中国实验快堆1995年立项,1998年开工建设。
2000年7月18日,《中俄两国政府关于在中国建造和运行快中子实验堆的合作协议》的签订,推进中俄两国的快堆技术合作。
2002年8月核岛主厂房封顶,2005年8月11日堆容器首批大型部件吊入反应堆大厅安装。
2010年7月21日,由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,成为世界上第8个拥有快堆技术的国家。
2011年7月21日,首次实现40%功率并网发电,达到了国家规定的项目验收目标。
2012年11月,国家863计划重大项目——中国实验快堆工程顺利通过科技部组织的专家验收。
2014年12月15日17时,中国实验快堆首次达到100%功率,在18日17时实现满功率稳定运行72小时,主要工艺参数和安全性能指标达到设计要求,标志着中国全面掌握快堆的设计、建造、调试、运行的核心技术。
中国实验快堆热设计功率65兆瓦,电功率20兆瓦,是世界上为数不多的大功率、具备发电功能的实验快堆,其主要系统设置和参数选择与大型快堆电站相同。
实验快堆的建成标志着我国核能发展“压水堆—快堆—聚变堆”三步走战略中的第二步取得了重大突破。
中国实验快堆(CEFR)作为中国快堆发展的第一步,为中国下一步示范快堆的建设、大型快堆电站发展打下了根本性的基础。
(三)示范快堆,即将建成
自主研发创新快堆技术,目的是要尽快实现快堆工业化、产业化。示范快堆工程建设,是国家重大核能科技专项,是我国核能战略“三步走”的关键环节,也是新时代、新形势下中国核工业发展的标志性工程,对于实现核燃料闭式循环、促进我国核能可持续发展具有重要意义。
示范快堆,实际上就是示范性质的商业用快堆。
商用堆与实验堆有什么区别呢?最大的区别,如实验快堆在运行中出现问题时,可以随时“叫停”进行检测维修,但一旦商业化,则没有这样的空间。
由于上述此前的实验快堆建设中已顺利实现并网发电,这样一来,示范性商业快堆的建设进程就将可以加快。今后在首个示范性商业快堆稳定运行一年左右之后,其他商业快堆便可照搬其示范技术,进行大规模推广建设。
2014年10月,示范快堆工程项目总体规划方案获得国家批准,项目选定在中核集团霞浦核电项目中实施。示范快堆工程采用单机容量60万千瓦的快中子反应堆,计划于2023年建成投产。
中核霞浦核电有限公司成立于2015年7月23日,经营范围包括核电站的建设、运营和管理,生产、销售电力及相关产品等。根据项目规划,福建霞浦核电厂将统一规划、分期建设7台核电机组,先期建设2台CFR600示范快堆机组,后期将建设1台600MW高温汽冷堆核电机组、4台百万千万级压水堆核电机组。
霞浦核电厂,由两家不同业主公司在同一厂址,投资建设三种不同堆型的三代、四代核电项目,即由中核霞浦核电有限公司投资建设60万千瓦快堆示范项目;由华能霞浦核电有限公司投资建设1台60万千瓦高温气冷堆核电机组和4台百万千瓦级压水堆机组。其中,高温气冷堆为四代堆型的商用堆。
2015年7月31日该CFR600示范快堆机组工程正挖施工启动。
2017年12月29日,中核集团在福建省霞浦县宣布示范快堆工程土建开工,开启我国核能发展的新篇章。
霞浦县隶属福建省的宁德市,地处福建东北部沿海地带。在建中的霞浦核电站与现有宁德核电站(二代核电)海上直线距离仅约30公里。
霞浦厂址所在的霞浦县长表岛,距霞浦县城东南方位约17公里,处于东冲半岛的东北部,福宁湾西南岸,为国内优良的Ⅰ类滨海核电厂址。国家能源局于2015年将霞浦核电厂址列入国家核电中长期发展规划。
(四)商用快堆,规模建造
在建的福建霞浦核电站项目为CFR600示范快堆1、2号机组,虽然是“示范”机组,但必将成为今后进一步推广建设商用化快堆提供示范案例。
据业内专家预计,我国将于“十四五”期间建成CFR600示范快堆,2030年左右建成百万千瓦级大型高增殖商用快堆,2035年实现规模化建造。
福建省快堆电站项目,除霞浦核电项目外,中核集团还规划在三明市将乐县高塘镇建造一座商用钠冷快堆电站。
三明核电项目一期工程规划建设2×800MW级纳冷快中子反应堆核电机组,技术方案参考俄罗斯商用示范快堆电站bn800机组。一期工程一号机组原拟于2013年开工建设,建设期为60个月,2号机组拟于2014年开工建设,建设期为60个月。原设计分别于2018年和2019年投入商业运行。中核集团福建三明核电有限公司为三明核电工程项目的业主公司,由中核核电有限公司(中核集团),福建省投资开发集团有限责任公司和福建省三明市国有资产投资经营公司分别以51%控股、40%和9%参股共同出资组建。
后因2011年发生福岛核事故,国家出于核电技术安全考虑,对核电站项目审批暂停,且由于内陆核电安全问题比沿海核电存在更多争议,于是三明核电项目被无限期搁置,目前尚停留在项目前期工作阶段。
从中国快堆后发优势上看,快堆安全性方面必然优于俄罗斯快堆。
中国自主研制的CFR600示范快堆研制设计时,已将非能动余热导出系统应用于快堆,该系统的设计原理是依靠自然对流和自然循环导出余热,采用非能动原理,可以保证在全厂断电、地震、失水三种最严重的事故状态下实现堆芯余热导出,从而保证反应堆的相对安全。
在中国碳达峰、碳中和的总体目标要求下,在霞浦示范快堆成功建造、正常运营之后,中国必将进一步研制设计安全可行的商用快堆技术,同时国家或将进一步开放内陆核电站项目审批,中核三明核电项目将复活,重新投入建造。终有一天中国快堆核电,将迎来大发展。
同时,将来中国商用快堆技术也不可能仅仅局限在国内装机发展,也一定会加入出口行列,成为新一代中国制造的拳头品,在世界各国建成更多快堆电站。
不过,由于快堆核反应过程中增殖的钚-239,竟然还是制造核弹的原材料,这样一来,中国的快堆技术一般是不会出口给不友好国家的。
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作者:如梦令1980
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Re: 转帖:中国快堆核电站即将商用化
小日本好像有用增殖堆吧
FoxMe 写了: 2023年 4月 20日 15:59 貌似中国领先?其它国家有商用化的快堆吗?要点:
与传统的压水堆不同,快堆使用的主要是占天然铀99%以上的铀-238,并且运行过程中还将不断产生新的核燃料,可以做到燃料越烧越多,实现了增殖,因此快堆又称快中子增殖反应堆。
由于快堆核反应过程中增殖的钚-239,竟然还是制造核弹的原材料。不免有些西方国家唧唧歪歪,以小人之心度君子之腹。
Re: 转帖:中国快堆核电站即将商用化
麻痹的,德国都在去核电。操他妈的中国人就他妈不信这个邪,搞完他妈的祸害全世界的病毒,再来搞核电,等到他妈的核泄漏,死几十万老百姓,再也没法他妈帅锅了。
any demons nearby?
Re: 转帖:中国快堆核电站即将商用化
这群傻逼不弄点事出来,是不会罢休的。中国的老百姓就他妈的被当成实验品了,死他妈的几十万,才能让这些畜生罢手核电站。操他妈的,一群畜生,该死!
any demons nearby?
Re: 转帖:中国快堆核电站即将商用化:核电+核武器?
“世界第一环”创吉尼斯世界纪录!来自福建→
2022-08-29 15:32:53来源:国务院国资委网站、中国宝武
8月9日,创下吉尼斯世界纪录的“世界第一环”成功发货,这是一个世界直径最大、重量最大的无焊缝整体不锈钢锻制环形件,其直径15.673米,重达150吨,是我国第四代核电机组——福建霞浦60万千瓦钠冷快中子增殖反应堆(以下简称“快堆”)2号示范堆的堆容器支承环,是整个反应堆的“脊梁”,将在承受7000吨的重量下连续运行四十年,对质量和性能要求非常高。该环件以太钢316H高纯净不锈钢连铸坯为原材料打造,太钢作为该材料的唯一供货企业,圆满完成1、2号堆连铸坯的保供任务。
“世界第一环”创吉尼斯世界纪录!来自福建→
快堆是我国核能发展“热堆—快堆—聚变堆”三步走战略路线中的第二步,属于世界上第四代先进核能系统的首选堆型,具有高安全性能和大幅提升核燃料利用率的特点。霞浦两台示范快堆的建设将打破我国无快堆的历史,对我国核电技术的发展具有重要意义。示范堆阶段,该环件采用了中科院金属所首创的“以小制大”新型整体制造方式,将58块高纯净316H不锈钢连铸板坯叠加锻造,制作成该环件所需百吨级原始坯料,成功避免了传统“以大制大”工艺上钢锭凝固过程所固有的冶金缺陷问题,大幅提升该环件的质量水平。
2022-08-29 15:32:53来源:国务院国资委网站、中国宝武
8月9日,创下吉尼斯世界纪录的“世界第一环”成功发货,这是一个世界直径最大、重量最大的无焊缝整体不锈钢锻制环形件,其直径15.673米,重达150吨,是我国第四代核电机组——福建霞浦60万千瓦钠冷快中子增殖反应堆(以下简称“快堆”)2号示范堆的堆容器支承环,是整个反应堆的“脊梁”,将在承受7000吨的重量下连续运行四十年,对质量和性能要求非常高。该环件以太钢316H高纯净不锈钢连铸坯为原材料打造,太钢作为该材料的唯一供货企业,圆满完成1、2号堆连铸坯的保供任务。
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