热消息：能抵御9级地震和航班撞击的核电机组，中国造！丨大国科技范

2022-10-05 08:50:43 来源：科普中国

中国“天眼”、神舟飞天、墨子“传信”、高铁奔驰、北斗组网、超算“发威”、大飞机首飞、国产航母和五代机……2012-2022，党的十八大以来的十年间，中国人民取得了无数振奋人心的科技成果。中国“赶上世界”的强国梦实现了历史性跨越。

在新中国迎来第73个生日之际，数字北京科学中心为广大观众朋友们整理了党的十八大以来那些举世瞩目的科技进展，隆重推出“大国科技范——十年巨变科技腾飞”系列专题图文，和大家一起回顾过去十年里，伟大祖国在党的领导下所取得的科技成果。

审核专家：汪鹏

(相关资料图)

中核工程宣团部高级主管

你见过核电站吗？

在媒体上，比如对福岛核事故的报道中，核电站被放在镜头前，让人看得真切，仿佛就在眼前；在现实中，很少有人见过核电站的雄姿，甚至了解核电站的人都不多，觉得它们离自己很遥远。

其实，核电站可能早已在悄悄改善你的生活，甚至离你不足百里之遥。

秦山核电站来源丨维基百科

截至去年年底，我国已经有51台核电机组并网发电，总装机容量达到5327.5万千瓦时，在全球仅次于美国和法国；同时，我国仍在建设20台核电机组，总装机容量为2142.9万千瓦时，蝉联全球第一。

如果2021年全国人民一共用了100度电，那么其中4.8度是由核电站发出的。

去年，我国核电发电量总计为4071.41万千瓦时，仅需核燃料1160吨左右，如果换成燃烧标准煤来发电，约需1.16亿吨，需要载重80吨的运煤敞车145万节，这有多长呢？如果车尾在北京王府井，那么车头能直接停到美国白宫的草坪上。

燃烧这么多煤会产生3亿吨二氧化碳，如果也需要火车来运输，这么长的列车足以绕赤道一圈！

更令人惊讶的是，核电站可能就建在你不远处。秦山核电站离上海直线距离有多远？45千米。大亚湾核电站为什么能方便地为深圳和香港供电？因为它离这两个高度发达的地区分别只有40-50千米。

大亚湾核电站来源丨核电那些事

之所以能不被你发现，是因为它们足够安静足够安全。

核电站“藏”在哪儿？

核电站通常以铀或钚等可裂变核素作为燃料，使它们在反应堆发生自持链式反应，将这一过程中释放的能量转变为电能。

这一过程听起来简单，但实行起来技术复杂度极高，再加上庞杂的上下游配套产业链，使核电在现今所有能源系统中牢牢占据着高端位置。

同时，由于核电是优质高效的清洁能源，甚至单位发电量所产生的碳当量只有风电的1/2，水电的1/10，光伏发电的1/13，所以成为受到全球瞩目的清洁能源重点发展领域，被公认为可以考虑作为电网中稳定供电的基础电力，即基荷电力。

大亚湾核电站核反应堆的中微子实验装置来源丨维基百科

但不可否认，核电由于依靠放射性物质来发电，一旦出现天灾人祸，发生核泄漏事故，后果不堪设想。因此，人们一方面对建设和运行核电站表示担忧，另一方面也对核电站的安全性提出了更高的要求和期待。

确保核电站安全的重要方面之一就是选择合适的建设位置。

虽然建设核电站不必像建设火电站那样考虑煤炭资源和运输条件，也不必像风电、光伏发电那样需要广阔的空间和特殊的自然条件，但仍然有很多值得考虑的因素。

首先是足够偏僻，尤其离大城镇和大城市远一些，防备万一出现事故，损失不至于过大。

其次是不能太偏僻，至少离电力主要供应的城市不宜太远，否则经济性欠佳。

再次是地理环境稳定，地质结构稳定，周围也不能易发山洪泥石流，地势尽量高一些、开阔一些，这样既不易受地下水侵扰，也有利于废气飘散。

最后是尽量离水源近一些，可以靠海靠江，这既是核电站正常运转的需要，也能为危机处置提供更好的条件。

有了理想的厂址，接下来就该考虑最重要的问题了。

建什么样的核电站最安全呢？

当然是越先进越安全，比如采用第三代核电技术的核电站！

世界上第一代核电站的建造是从苏联和美国开始的。1954年，苏联建成了世界上首座核电站，但它规模很小，主要试验研究。短短3年之后，美国也建立了自己的核电站。

发现核电切实可行后，加拿大、英国等国家迅速跟上，开始发展核电工业。

20世纪70年代到世纪末，经过对核电站安全性和经济性的初步验证，美国、俄罗斯、法国、日本、加拿大等国开始大规模设计建造第二代商用反应堆，使其更加标准化。世界核电发展迎来了一次高潮。

我国从20世纪80年代开始发展核电站，一方面基于在核潜艇核动力反应堆研制方面积累的丰厚技术实力，另一方面得以引进美、法等国成熟的核电技术，并加以消化和再创新，克服艰难险阻，用了近30年时间，终于闯出了一条独立自主、先进高效、核电站安全水平领先世界的核电技术研发和应用之路，在第三代核电技术方面实现了对老牌核电强国的赶超。

切尔诺贝利核电站发生事故后，2017年安装的新“石棺” 来源丨维基百科

20世纪70年代以来，人们经历了三哩岛核电站、切尔诺贝利核电站、福岛核电站等发生的重大而惨痛的事故。与第二代相比，第三代核电技术着重提高了核电站的安全性，同时在核电机组性能指标以及经济性上也提出了更高要求。

我国拥有自主知识产权的“华龙一号”就是第三代核电技术的杰出代表。

“华龙一号”有多安全？

“华龙一号”有着优秀的基因。

中国核工业集团有限公司和中国广核集团有限公司曾在长期自研的基础上，分别引进了美国和法国的核电技术，研发创制出ACP1000和ACPR1000+两种核电机组技术，后来又将这两者融合提升，形成了国际公认具有自主知识产权和自主品牌的第三代核电技术“华龙一号”。

2021年1月航拍福清核电站核电机组来源丨新华网

目前，“华龙一号”机组不仅在绝大多数核心装备上实现了国产化，综合国产率88%，更被国际机构专家认为在安全设计和创新设计方面足够成熟和可靠。

“华龙一号”贯彻了核安全纵深防御原则，设计了多重安全防护方案：

首先是贯彻了我国核电站设计的标准安全屏障：二氧化铀陶瓷芯块锁住放射性物质，锆合金材质的燃料包壳进一步阻挡住放射性物质，壁厚20厘米的钢制压力容器封闭住堆芯，壁厚1.3米的钢筋混凝土厂房内衬6毫米厚的钢衬形成安全壳。

“华龙一号”还采用了独特的双层安全壳设计，里层防止放射性物质扩散，外层能够抵抗外部冲击，比如商业航班撞击等。

彩车上的“华龙一号”模型来源丨中国核工业报

此外，能动与非能动安全系统也是一大亮点，即不仅可以靠外部电源驱动来实现安全功能，还可以非能动地利用重力、温差、密度差等自然驱动力，来实现流体的流动和传热，实现安全功能。

“华龙一号”特意加强了抗震性能，可以抵抗9级烈度地震。而较为分散的厂房单堆布置也可以有效降低火灾、水灾等造成设备集中失效的风险。创新的177组12英尺燃料组件，相比主流核电站常用的157根燃料组件的堆芯设计，不仅提高了发电堆的功率，还降低了堆芯内部的功率密度，提升了运行安全水平。

多重安全措施的加持，使“华龙一号”能做到事故发生后30分钟内没有操作员干预也不会导致事故升级，事故发生72小时之内无需外援即可应对事故。在可靠性方面，电站的设计使用寿命也从40年提高到了60年，而堆芯换料期则从通常的1年延长到了1.5年。

2022年3月25日，“华龙一号”示范工程的第2台机组——福清核电6号机组正式商运。这标志着“华龙一号”示范工程全面建成投运，同时，华龙一号还落户福建漳州、广西防城港、海南昌江等地，在运在建机组已突破10台，也是其在国内批量化建设的一个缩影。作为最被国际看好的三代核电技术之一，“华龙一号”已经走出国门，在巴基斯坦、土耳其等国留下了友好合作的印记。

事实上，我国掌握的第三代核电技术不止“华龙一号”这一种，还包括极具实力的CAP1400等；不仅在第三代的轻水堆、高温气冷堆技术上形成了突破，更在第四代的铅冷却快堆、钠冷却快堆、熔盐堆等技术线路的研究上处于领先位置。

而我们普通民众，大可不必硬着头皮去搞清楚这些“堆”们到底各有什么优劣，担忧存在哪些风险，只需要对我国核电发展抱有足够的信心，安心过好自己的生活，在享受核电提供的清洁能源的同时，对核电领域的开拓者和后继者抱有足够的敬意，并为他们感到骄傲！

关键词：放射性物质