核电站的建设与发展

科普中国-科学原理一点通 2018-01-02

　　在你居住的地区周围，也许曾有过吐着黑烟的高高的烟囱。随着时间的推移和城市的变迁，曾经的煤电厂渐渐淡出了人们的视线，转而出现的是一座座雄伟的核电站。

　　为什么说核电站会取代煤电厂？

　　毋庸置疑，核电站能击败煤电厂的原因是它的高产、低耗。一座功率为100万千瓦的核电厂一年只需要20～30吨核燃料，燃料的运输只用几辆卡车就可搞定；同样功率的煤电厂则要烧掉200～300万吨煤，每天则要用一艘万吨货轮或100节车皮来运输它们。而1千克铀-235（核燃料的主要成分）裂变释放的能量相当于270万千克标准煤燃烧释放的能量。

　　更为重要的原因是核电站要比煤电厂清洁得多。功率为100万千瓦的煤电厂一年要排出20万吨炉渣，600～700万吨的二氧化碳、6～10万吨的二氧化硫、2～3万吨的碳氧化合物、3000～6000吨的一氧化碳和2000～3000吨的灰尘，在炉渣和烟气中还含有近400吨的重金属（铅、砷、汞等）和少量放射性物质（铀、钍等）。据国际权威部门监测：核电站发1000亿千瓦时电，排放放射性物质的总量为1.2希；而煤电厂发同样数量的电，其产生的灰渣中含放射性物质3.5希。由此可见，核电站对环境的污染就要比煤电厂小很多。更何况，核电站基本不排放有害气体和灰尘。

　　煤电厂

　　核电站的建设与发展

　　在能源需求日益紧迫之时，人们对环境的要求也有所提高，常规化石能源因其排放问题而被要求降低使用比例，但清洁能源大多数成本都偏高，人们难以承受，于是核电就越发显得重要。尽管核电可能存在某些问题还不被人们接受，但核电的发展仍然是全球性的大趋势。

　　在未来的一段时间内，核电将会以其优势进入更多人的视线，其发展速度会越来越快。

　　从20世纪50年代至今，核电已发展了60多年，核电站也从原型堆发展到了今天的第三代堆，第四代堆的研究也正在进行中，核安全也达到了相当高度。由此可见，第三代核电站已经基本满足安全要求，完全可以在内陆新建第三代核电站。

　　田湾核电站夜景

　　如何处理放射性核废料？

　　核能发电具有清洁、高效的优势，受到越来越多国家的追捧。伴随着大量的核能消耗，核废料这一危险的衍生品却给人类带来了后顾之忧。特别是核废料中的高放射性废物，其“解毒”时间长达数万年甚至百万年，真可谓“后患无穷”。

　　像美国、俄罗斯、英国等世界上主要的核电大国，他们对高放射性核废料一般的处理方式是，将核废料放置在一个特殊的贮存池中，并由非常纯净的冷却水进行降温处理，过几年后再被转移到钢制套桶中，在那里干燥，充入惰性气体，然后再封闭起来。最后，再将这些套筒装进巨大的混凝土储存桶中，存放在一些临时性的安全设施中。

　　这种方法虽处理得当，但并非长久之计，因为随着核能消耗的逐渐增多，由此而产生的核废料也会越积越多，现有的处理设施总有一天会饱和的，而且储藏设施太分散也不方便管理。因此，很多国家目前都在考虑建设深层地下储存库，来确保这些核废料可以永久性地被安全隔离。

　　深地质储存法，是目前全球公认的最安全的核废料处置方法，即将高放射性核废料安放在几千米的深层地壳中。最早提出建设地下永久核废料储存库的是芬兰，芬兰计划于2020年建成一座这样的深地质储存库。瑞典和法国也分别计划于2023年和2025年完成这项工程。