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推进核电站:目前的发展

人类最伟大的技术进步之一无疑是原子的分裂。原子的名字来源于古希腊语,意思是“不可分割的”。在20世纪初以前,原子一直被认为是存在的最小的物质单位th世纪的科学家们想出了如何通过随意的中子轰击来分裂大原子。这最终会在这个过程中释放大量的能量。然而,原子分裂所产生的热量和能量并不会产生任何导致全球变暖的气体。

核电站

图片来源:TTstudio/Shutterstock.com

由于核电站的疏忽和设计不当,核技术已经造成了灾难性的破坏。值得注意的事件包括福岛核事故、切尔诺贝利核事故和三里岛核事故。这些事件是人们对核能作为可再生能源能否被广泛接受产生怀疑的部分原因。

核能作为一种能源

新的核技术有可能改变核能的前景。它试图解决和修复过去存在的缺陷,并为核能的未来提出了新的愿景。其目的是确保低碳能源增加核裂变。在美国,核能提供了20%的电力供应。

核能发电在过去五十年中经历了各种变化和进步。目前世界范围内正在开发更多和改进的反应堆设计模型,中国的年复合增长率为2.5%,德国为2.8%。

在过去的几十年里,已经发展了几代动力反应堆。在20世纪50年代和60年代,第一代核反应堆被引入并用于商业发电。

2015年,英国关闭了最后一个第一代核反应堆。第二代核反应堆比它们的前辈先进得多。它们最初的设计寿命在30-40年之间,而一些寿命延长到80年左右。切尔诺贝利4号反应堆,特别是RBMK-1000是一个第二代核反应堆;在福岛核事故中被摧毁的三个反应堆也是第二代反应堆,特别是沸水反应堆(BWR)。

第三代反应堆是目前最先进的,其中一个自1996年以来一直在日本运行。这些反应堆结构简单,体积更小,有助于降低资本成本,而且本质上更安全,效率更高。

第四代核反应堆的设计仍主要停留在理论层面,预计将在未来几年得到广泛应用。来自日本、中国、欧洲、北美、俄罗斯和其他地方的反应堆供应商有几座反应堆已经达到规划的高级阶段或已经在建造中,而其他反应堆则处于研究或开发阶段。

据估计,全球超过85%的核电是由最初用于海军用途的反应堆产生的。这些核电机组以及其他类似的核电机组使用安全可靠。尽管如此,它们正在被更好和改进得多的设计所取代。

先进核动力反应堆

第三代反应堆具有以下特点,以改进以前的型号。

第三代核反应堆对每种类型的反应堆都有更标准化的设计,以加快获得许可。

它们还减少了建设时间和初始资本成本。简单的设计使它们易于操作,同时它们不太容易发生操作故障。他们的工作寿命也长得多,通常为60年。

先进一代反应堆的另一个特点是,它们降低了堆芯熔化引发事故的概率。此外,与以前的设计相比,它们通常有更强的加固来抵御飞机的撞击,从而防止放射性物质的释放。

这些反应堆有更高的燃烧,允许充分利用燃料和更高的效率。这有助于减少大量使用可燃吸收剂或有毒物质产生的废物,以延长燃料寿命。

核能领域的一个显著进步是小型核反应堆的设计。20年代制造的反应堆th世纪大得多,也贵得多。

这些大型核电站可以产生足够的能源为数百万家庭供电。问题是他们花了几十年的时间,花费了数十亿美元的资本成本。

一种更加现代化的反应堆是小型模块化反应堆(SMR),它可以产生传统反应堆所产生能量的一小部分,但成本却只有传统反应堆的一小部分。现有的核反应堆可以产生500兆瓦(MW)到1千兆瓦(GW)的电力,而smr可以产生300兆瓦。

小型反应堆的好处是,单个反应堆可以适用于低能耗项目。对于较大的能源消耗项目,可以增加更多的反应堆以满足能源需求。

先进核反应堆的另一个显著特点是安全性。因此,这些核技术必须确保核电站周围居民毫无疑问的安全。正是出于这个原因,先进的核公司把它放在议程的首位,因为它具有固有的安全特性,可以防止过去经历的灾难再次发生。

与核反应堆相关的风险可分为以下三类。核燃料落入企图将其武器化的不法分子之手的风险,核电站可能发生故障、爆炸并释放有毒辐射的风险,第三,遗留下来的废料无论最终储存在哪里都可能构成危险。

为了提高安全性,这些先进反应堆中使用的核燃料与武器级核燃料不同,因为它们的铀浓度较低。

为了避免灾难性事故的风险,以往的福岛和切尔诺贝利事故被作为案例研究和学习经验,大大提高了这些核反应堆的安全性。因此,使用溶解在盐中的燃料最终降低了完全熔化的风险

核能的未来

核能作为一种可再生能源,由于其在核技术、安全性、规模和丰富的低碳排放能源方面的持续发展潜力,现在正处于重返主要舞台的边缘。这最终可以解决持续使用化石动力发电厂所带来的气候相关问题。

最近的核聚变突破及其提供的机会

参考资料及进一步阅读

索尔托夫,B, 2020年。先进核能:气候技术的回归故事.[在线]greenbiz.com。https://www.greenbiz.com/article/advanced-nuclear-climate-tech-comeback-story

World-nuclear.org。2021.先进核动力反应堆|第三代+核反应堆-世界核协会.[网上]可于以下网址索取:https://world-nuclear.org/information-library/nuclear-fuel-cycle/nuclear-power-reactors/advanced-nuclear-power-reactors.aspx

戈德堡,S.和罗斯纳,R., 2011年3月。核反应堆:代代相传。剑桥:美国艺术与科学院。https://www.amacad.org/publication/nuclear-reactors-generation-generation

法卡斯,G., 2010。从第一代到第三代。

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奥利维亚·哈德逊

写的

奥利维亚·哈德逊

奥利维亚最近毕业于澳大利亚皇家墨尔本理工大学,获得土木工程和商业管理双学士学位。在学习期间,她在秘鲁做志愿者,为没有技术的当地社区建造风力涡轮机。这段经历培养了他对发现材料和建筑行业新进展的积极兴趣和热情。

引用

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  • 美国心理学协会

    哈德逊,奥利维亚。(2022年6月17日)。推进核电站:目前的发展。AZoCleantech。检索于2022年7月2日,从//www.polystomper.com/article.aspx?ArticleID=1571。

  • MLA

    哈德逊,奥利维亚。“推进核电站:目前的发展”。AZoCleantech.2022年7月2日。< //www.polystomper.com/article.aspx?ArticleID=1571 >。

  • 芝加哥

    哈德逊,奥利维亚。“推进核电站:目前的发展”。AZoCleantech。//www.polystomper.com/article.aspx?ArticleID=1571。(访问时间:2022年7月2日)。

  • 哈佛大学

    奥利维亚·哈德森,2022年。推进核电站:目前的发展.AZoCleantech,查看2022年7月2日,//www.polystomper.com/article.aspx?ArticleID=1571。

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