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科技环境

中国建球形反应堆-又一个德为中用

北京的清华大学有一块禁止闲人进入的属地,这就是反应堆大楼。现在,50年代德国研发的球形燃料反应堆,将由中国投入使用了。这将使中国在这个领域迈进一大步。

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核电厂

自2000年以来,一座十兆瓦的球形燃料反应堆在那里运转。这座试验设备运转顺利,中国决定迈出新一步:一家能源财团准备与华能电力公司和清华大学在山东威海建造一座商用球形燃料反应堆。五年后,这套195兆瓦的设备将并网发电。这将是世界上首次商业使用球形燃料反应堆,将把中国在设计革新型新反应堆的角逐中推向前列。

球形燃料反应堆本来是德国研制的,最初的设想出自20世纪50年代。1988年之前,第一台试验用反应堆设在科隆与亚琛之间的余利希市,运转长达21年之久。切尔诺贝利核电站事故发生后,该反应堆关闭、停止运转,后来技术卖给了南非和中国。就象在日本、法国、美国和荷兰一样,反应堆在南非和中国得到了继续研发。

对于反应堆的研发人员来说,球形燃料反应堆是一个“热门的题目”,因为出自物理的原因,在反应堆中不会出现核熔融现象。反应堆中装进的是数十万个网球大小的石墨球,石墨球中是铀、钍和钚等陶瓷氧化物组成的小颗粒。这些耐高温的燃料球能经受1600摄氏度的高温,即使不冷却也不会熔化。

由于裂变速率随着温度上升而下降,球形燃料反应堆中的连锁反应决不会失控。在反应堆中球体之间循环的惰性气体氦气一方面起到了冷却剂的作用,另一方面也控制着能量的提取。如果需要的能源多,就有更多的氦气流动,这样温度下降,连锁反应加强,反应堆就能生产更多的能源。如果需要的能源少,可以减少氦气的流量。这时温度上升,连锁反应减缓,反应堆的功率也随之下降。

为了证明这一点,清华大学的科研人员在一次试验时,关闭了所有的安全系统。对常规的反应堆,这样做等于是自杀,但工程技术人员在球形燃料反应堆中可以看到,这时设备可以自行冷却。赞成建造这种类型反应堆的人士着重指出,这种球形燃料反应堆不适宜用于军事目的,因为从使用过的球体中提取制造核武器的原料太昂贵,也太麻烦。

不过,持批评观点的人认为,在这种用石墨球填充的反应堆中,一场火灾会引起灾难性的后果。由于这种反应堆具备固有的安全性能,所以建造者不准备建造加固外壳,这样,它就可能成为恐怖袭击的目标。

这一项建设费用十分昂贵,但中国把它看作今后出口的名牌产品,认为多花些钱也值得。用第一台这样的反应堆生产的每度电价格高达1.70欧元。不过,研究人员说,这样的费只是针对目前的这套设备而言,因为整个研制费用都算进了成本,以后就会便宜多了。

计划中的195兆瓦设备的功率虽然只有一个标准反应堆的五分之一,但中国认为,这样的设备适用于开发农村地区,球形燃料反应堆安全,从长期来看价格低廉。此外,如果电力需求增加,可以很方便地添加并列的反应堆。

南非也在大力研发球形燃料反应堆,不过在开普敦附近由埃斯考姆电力公司经营的试验设备有一些问题,所以南非现在正与中国合作研发。

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  • 日期 23.02.2005
  • 作者 德国之声中文网编辑部
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