瀚海狼山:熔盐堆与高温气冷堆都属于第4代核电,那么前3代如何划分?
2023-12-10 20:27:44



目前比较热门的词就是“第4代核电”。比如PPT中准备上25万吨级超级集装箱船的熔盐堆;还有已经宣布正式商业运行的高温气冷堆都属于标准的第4代先进民用核电。既然是第4代,那么前面的3代又是如何定义的呢?反应堆最早出现在1940年代的前期,也就是二战的中后期,本质上是寻求制造原子弹的核材料过程中设计并且首次运行的。任何国家与组织,要发展核工业就必须建造与运行反应堆。这就像食堂做饭必须先砌灶台,准备木柴煤炭最后用天然气或者用电加热食材是一样的原理。假设用木柴是第一代炉灶;烧煤炭是第二代炉灶;用清洁的天然气是第三代炉灶;直接用电磁炉完全无排放则算是第4代炉灶。反应堆的进化过程也基本类似于炉灶的升级过程。而最早的核工业的所谓“炉灶”,

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原始目的就是要获得生产原子弹的钚239。主要在于钚239当原子弹的核心裂变材料,用量少威力大。比如最原始的裂变弹,用了整整超过60公斤的武器级铀235;结果爆炸中只反应了不到2公斤,另外的58公斤都白白炸飞了。可是提炼浓缩60公斤的武器级铀235,就能消耗大国早期十分之一的全国电力,实在是太铺张浪费而且低效。相反,即使最原始的钚239核弹,也能做到只需要十来公斤就可以引爆。到了后来,甚至能做到只需要不到1公斤的钚239也能引爆氢弹。而用反应堆生产钚239的过程不但不需要消耗现成的电力,反倒还能靠自身对外供电,比纯粹浓缩铀235实在是好太多。因此最早生产钚239的反应堆都叫做生产堆。基本目的是彻底军用的。在设计上也就是把低浓缩铀与当做中子减速材料的,

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高纯度石墨,一层层的叠加成堆进行反应;并且在中间通入水循环系统进行降温。因为最原始的生产堆是堆状物,所以以后的反应堆即使不是堆状物了,也习惯性的继续叫做反应堆。原始生产堆以获得钚239为最初目的,但是很快发现,把循环降温过程中产生的大量高压蒸汽,直接释放到大气中实在是太浪费。于是就用获得的高温高压蒸汽推动汽轮机发电。结果发现能轻易获得十几万千瓦级别的、极其稳定的电力供应。于是反应堆的副产品,也就是稳定发电此后反倒受到更多的重视,逐步运用于对民用电网的长期供电。各个核大国至今仍然保留一定数量规模的生产堆,因为需要继续获得钚239这种核弹扳机的重要原料。所有生产堆也能继续长期的对外稳定供电。不过各大国的生产堆一般相对保密,

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即使存在,也很少对外公开其位置、产能以及发电功率等基本参数。那么生产堆算第一代核电吗?广义上可以。但因为生产堆一般不公开,在狭义上则不算作第一代核电。真正的第一代核电都是公开建造的纯民用反应堆。那么第二、第三代又是如何划分的?