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中国独有技术金星二号:解决核能发展局限性的关键

添加时间:2024-05-29

他就是我们的启明星二号,这是我国第一台铅基核反应堆零功率装置,这个装置很大程度上解决了核能发展的局限性。

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要知道,核能是一种极其高效的能源,一直以来都受到很多国家的青睐,因为它在反应过程中消耗的资源比火电少很多。核电是清洁能源,在运行过程中不会释放二氧化硫、二氧化碳等物质,对缓解温室效应等气候问题非常有帮助。因此,近年来,人类大力发展核电,但一直有一个制约核能发展的因素,那就是乏燃料的处理。

所谓乏燃料,是指用过的核燃料以及经过辐照处理的其他燃料,它们虽然已经无法继续进行核反应,但如果不经过处理而直接暴露在自然界中,依然会带来难以预测的危害。

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1999年,日本遭遇了史上最严重的核事故,那次事故中,213人受到了辐射,其中3人经历了最令人震惊的死亡过程,自觉地看着自己的尸体一天天腐烂。

两人简单地将原料铀与硝酸倒入一起,配制出了硝酸铀溶液,但是这项工作并没有按计划完成,因为当他们将配制好的溶液引入新的沉淀槽时,其中一个槽内突然发生危急事故,即槽内发生了剧烈的铀核裂变。

我们知道,这样的核裂变会产生极强的辐射,这种辐射能够破坏我们体内的蛋白质,甚至DNA。

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事故发生后,受到辐射的三人的染色体都出现了不同程度的变异,细胞没有办法再增殖,也就是老细胞代谢死亡后,生命就结束了,在这之前,他们会一步步目睹自己的死亡。因为图片太吓人,这里就不贴了,有兴趣的可以自己去搜,不过从这件事里,我们也能知道细胞核有多可怕。

核废料虽然是一系列利用的产物,但仍有大量辐射会对我们的环境产生影响。

因此核废料的处理一直都是一个难题,目前世界各国处理核废料的方法非常有限。1987年,美国首次提出了将核废料储存在深山地质构造中的计划,但时至今日,该计划的实施仍没有任何进展。对于这种高放射性的核废料,科学家普遍认为将其置于地球深处已经足够安全,但目前世界上还没有可以永久储存核废料的地下室。

因此,目前国际上处理核废料的方法仍为陆地法,一般是先将其冷却、干燥状态保存,然后将装有核废料的金属罐放置于选定海域4000米以下的海底,或埋入海底深处,在地下厚厚的岩层中修建核废料处理设施。美国、俄罗斯、加拿大、澳大利亚等国家由于国土辽阔,荒芜之地广袤,一般采用陆地掩埋法。

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可以看出,这些处理方式并没有对核废料本身做出实质性的改变,而是想尽一切办法让核废料远离人类居住地。启明星2号并不是简单地转移核废料,而是自行处理核废料,这样不仅可以将核燃料的利用效率提高到95%,还可以将核燃料耗尽后产生的废物再次回收利用,也就是说启明星2号不仅解决了核废料的辐射危害,还将其释放的能量转化为电能,可谓一举两得。因此,启明星2号在装置诞生后,立刻成为发达国家关注的焦点,此前日本斥资3000亿,欧美甚至加价一倍购买,我国却并未出售,此外,国外科学家甚至主动与我国进行交流互动,希望实现技术共享。 虽然这些发达国家的双重标准很丑陋,但是从中也可以看出,我国研制的金星二号确实是具有革命性的存在。

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该装置由中国原子能科学研究院和中国科学院近代物理研究所在中国科学院战略性先导科技专项的支持下联合研制,是中国制造,具有完全自主知识产权。目前,启明星二号正在升级改造,启明星三号核反应堆也即将成型。据说,这款核反应堆在各方面都可以超越启明星二号。如果研制过程顺利的话,借助启明星三号,未来推出核动力汽车将是不可能的。到那时,汽车领域将面临大洗牌,核动力汽车或将成为市场主流。

对于核武器的存在,人类除了想象未来,还必须牢记其带来的惨痛历史。

2011年,日本发生大地震,导致福岛核电站发生泄漏。本来这只是三级核事故,只是海啸过后的一次停电。只要反应堆冷却下来就没事了,但东京电力担心会损坏价值数亿美元的设备。因为此时设备已经退役,所以向反应堆注入了海水。其实早在反应堆爆炸之前,工程师们就已经拉响了高层警报。只要有人愿意冲进反应堆,打开应急装置,反应堆就不会爆炸。但在日本,没人愿意冒着生命危险去做这样的事情。

总之,整个日本,从头到尾,把一个完全可控的问题变成了一场全球性的灾难,炎症变成了癌症,你的

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核反应堆爆炸,过热,核心被熔化。如果不加以控制,地球就会融化,整个日本的生物基因都会被改变。因此,当时的日本政府只能引入海水来冷却泄漏的核反应堆。自然,这些海水直接接触了核反应堆,而核反应堆具有放射性,需要密封。

最初几年,为了冷却反应堆,每天产生的核废水高达4500吨,近几年才减少了170吨,截至2021年3月,储存的核废水已达125万吨。

于是日本建造了一个容量为137万吨的桶专门盛放核废水,但事故发生后,90%的核废水已被填满。

后来大家都知道核废水是排进大海的。

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其实这并不是日本第一次向水中排放核废水,应该说,这是日本第一次公开表示将核废水排入大海。

实质上,日本可能早就偷偷将核废水排入大海。早在福岛核电站泄漏事故发生一年后的2012年,人们就在日本海底发现了可怕的变异鲶鱼。2016年,美国渔民捕获的鲑鱼身上长满了大大小小的白色肿瘤和溃烂的疮口,这是被放射性物质感染的结果。这与核辐射扩散的路径和时间相吻合。

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我们都知道,在自然界的食物链中,毒素是在捕食者与捕食者的关系中积累的,因此,作为食物链顶端的生物,人类体内积累的毒素是最多的,这也是癌症发病率逐年上升的重要原因。

此次日本公开表示要将核废水排入大海,甚至首相还假惺惺地拿出一瓶经过净化稀释的核废水,声称这些水可以安全饮用,本是大好安全机会,但菅义伟犹豫再三后还是拒绝饮用。

我们不讨论核废水是否可以饮用。工作人员给他的那瓶水肯定可以喝,但他却不敢喝一口。也许总理比起证明核废水的安全性,更害怕自己的孩子。他的生命处于危险之中。

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其实,日本处理核废水没有别的办法。各国专家都给日本出过主意,比如把核废水做成固体水泥块埋到地下20米,或者挖一条2500米深的隧道,把核废水引到地下深处。这些方案都能很安全环保地解决核废水问题,但只有一个缺点,就是要花钱。直接排入大海远没有那么麻烦。所以日本说道歉可以,多鞠躬几下不就行了?反正我天天鞠躬,但核废水必须排入大海。

根据2012年德国亥姆霍兹基尔海洋研究中心对核废水扩散情况的建模计算结果,放射性物质自排放之日起57天内就会扩散至太平洋大部分海域,三年后美国、加拿大就会受到核污染……等,全球很快就会上演一场变异物种大展。

相比日本的决定,1986年同样发生过7级核泄漏事故的前苏联,切尔诺贝利核泄漏事故的应急和善后工作如今看来更加迅速,也更加负责。

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1986年,乌克兰切尔诺贝利核电站所有核反应堆被摧毁,大量放射性物质泄漏,成为核电时代最大的事故。

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虽然事故最初被当地官员隐瞒,导致核污染进一步蔓延,但当苏联政府发现后,还是竭尽全力将损失降到最低。苏联除了疏散13.5万人外,还用直升机向反应堆堆芯灌入5000吨硼砂,石油钻机从侧面钻入反应堆,每天向其中注入25吨液氮,以防止反应堆堆芯不断熔化和坠落,造成地下水污染。由于反应及时,还避免了反应堆与放射性冷却水反应引起的水蒸气爆炸。

随后,60万苏联人冲进核电站,修建了“石棺”,防止辐射扩散,采取每人坚守数十秒的群体战术,将放射性石墨逐个扔回反应堆。在这次救援中,苏联人死亡人数超过7000人。虽然局部核辐射对整个生态还是造成了很大影响,但苏联在处理事故的态度上,显然比日本要负责任得多。

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在看到两国核泄漏事件之后,虽然日本政府的举动不负责任,但这样的结果并不是人们想要的。对于核武器这种危险又令人着迷的存在,就连中国的启明星-3号也取得了实质性的进展,但这样的装置并不能将核废料完全转化为无害物质,而且这种装置处理的只是废料。如果未来再发生核事故,我们仍然无能为力。因此,核能如果想在未来拥有更广阔的市场,实现受控核聚变是必不可少的。

受控核聚变

什么是受控核聚变?漫威电影中,为钢铁侠提供无尽能量的能源就是受控核聚变产生的,而我们前面提到的核电站则是受控核裂变。虽然两者只有一个字母的差别,但受控核聚变比受控核裂变强大得多。核聚变使用的原料是氘,氘在海水中的储存量是每升0.03克。但相当于300升汽油。目前全球氘的储量是40万亿吨。也就是说,相当于在4后面加了23个零,可供人类使用数百亿年。

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核聚变除了能源取之不尽、用之不竭的诱惑力之外,还具有环保、更安全的特点。由于核聚变反应需要极高的温度或压力,若不满足某些条件,则无法发生。因此,一旦发生事故,必然会破坏这样的实验条件,导致核聚变反应无法发生。

虽然氘本身还是有一定的辐射,但比起现在的核电站的辐射要小很多。其实氘核聚变后产生的东西很常见,就是气球里填充的气体,可以让气球飞起来。所以核聚变可以真正做到无污染,再加上它令人着迷的能量爆发,被科学界视为终极能源。

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当然,如此惊人的能量并不是那么容易培育出来的,否则就不会只存在于电影里了。目前,国际上受控核聚变的研究成果还很少,但我国在这方面还是处于世界领先地位。就在两个月前,我国实现了人工控制1.2亿摄氏度核聚变101秒的人类奇迹。

虽然只有101秒,但却是之前纪录的5倍,可见实现核聚变的难度有多么大。

其实,无论是受控核聚变还是受控核裂变,还是氢能、太阳能、风能,都是人类对能源的终极追求。如果有一天人类真的拥有了无限的能源,我们或许真的可以实现共产主义社会,没有人需要为明天的饭菜发愁,内向的人将不复存在,造火箭的人和煮茶叶蛋的人都能得到同样的尊重,因为他们都是出于自己的爱好。但或许在那之前,我们就会被自己不受控制的贪婪和物质主义所吞噬。

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