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太空和海底也能建造核电站吗?

[发布时间:2018-03-01] [来源:科普中国-科学原理一点通] [关闭]

  核电站的选址是核电厂工程建设的首要环节,对未来核电厂的安全性、适用性、经济性都有很大的影响。由于这项工程涉及地质、地表、气象、水文、环保、土建、运输、电站工艺、电网、社会等诸多方面,因此核电站选址是一项相当复杂的系统工程。

 

     你知道核电站是怎么样选址的吗?

 

   地震影响是陆地核电站选址时应最优先要考虑的因素。人类对地震还难以预测,更难控制,因此核电站选址一定要在历史上地震活动相对稳定,离地震活动带较远的地方。在地质条件方面,要选择地质稳定的地区,主要厂房的地基须建于稳定的基岩上。水文条件也很重要,因为核电站需要大量冷却水,为此核电站往往选择在海边或较大的江河湖泊附近。气象条件方面,核电站应选在远离居民点或住宅的下风地区,以利于废气的扩散而不致影响周围居民的生活。因此,中国规定核电站距10万人口的城镇不小于10千米,距百万人口的城市不小于40千米。

   以我国自行设计、建造、运行和管理的第一座30万千瓦的秦山核电站一期工程为例,厂址区域地质基本稳定,地震基本烈度低,工程地质勘测未发现不良地质条件,主厂房均坐落在基岩上,背靠山体,和附近居民点之间有山体作为屏蔽,环境保护条件良好。核电站用杭州湾海水作为冷却水,取水条件优越,温排水和微量放射性废水排放均有良好的稀释条件。核电站地处华东电网杭嘉湖地区负荷中心,输电方便,其安全性、适用性和经济性都可得到较好保证。

     随着土地资源的日趋珍贵,为核电站选择理想的建设场所成为一个重要的课题。一些研究者提出了核电站向太空、地下和海底发展的方向。

 

 

     你知道太空核电站吗?

 

   太空核电站采用“热能至电能”的直接发电方式。所有热电元件既小又轻,可将核能直接转化成电能,这样就可以将核电设备装在卫星、空间探测器等飞行器上,为它们遨游太空提供能量。在不载人的航天器上,太空核电站无需安装庞杂的设施,如果采用高浓缩铀,其体积可急剧小,甚至可以装进类似小学生书包那样的容积中,重量也可减轻至几十千克。万一太空核电站发生意外,可通过计算机系统控制使之与航天器脱离,并由专用火箭发动机将核电站推向1000千米以上的高轨道,在那里,核电站将绕地球运转6000多年才掉回地面,那时太空核电站中的裂变材料已衰变殆尽,几乎不再有放射性危害。1977年,美国发射的“旅行者号”探测器上就装有功率较大的太空核电站,使“旅行者号”获得了30多年的能源供应。

 

 

    海底也有核电站吗?

 

    海底核电站产生的电能特别适合为长期在海上运作的设施(如海洋钻井平台)供电,可大大降低从陆地输送电能的成本。

海底核电站的建造原理和地面核电站是一样的,只是海底核电站的工作条件要比地面核电站苛刻得多。海底核电站的许多零部组件必须能承受住几百米乃至上千米深的海水所施加的巨大压力,所有设备必须做到滴水不漏,并能耐海水的腐蚀。因此海底核电站的反应堆需安装在耐压的反应堆舱里,汽轮发电机也必须密封在耐压舱内,堆舱和耐压舱需固定在一个大的平台上。考虑到安装方便,海底核电站的施工一般是将设备先在海面上安装完成后再沉到海底地基上固定。核电站运行数年后可像潜艇那样浮出海面,拖至基地进行检修和更换堆料。美国和英国分别于1974年、1978年提出了建造海底核电站的方案。美国方案的特点是设计一座脉冲反应堆,其发电能力可以在极短时间内骤增数千倍;英国方案的特点是设计时就考虑用两座反应堆,这样一座反应堆停堆换燃料的时候,另一座反应堆仍然照常产生电能。

 

 

     地下核电站

 

    地下核电站是指建在石质或半石质地层中的中小型核电站,它在运行中不会危及周围环境,在地震时所受到的影响也较轻,而且已到退役年限的核反应堆便于封存。科学家认为,地下核电站比地上核电站更安全,并且在经济和技术上都是可行的。据预测,如将100万千瓦的核电站建在50米深的地下,建造费用只比地面站增加不到15%。如果把核电站“退役”的费用也计算在内,地下核电站的造价与地面核电站就几乎相同了。

 

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