我国如今已是世界第一发电大国,2023年发电量高达9.36万亿千瓦时,远超排名第二的美国两倍有余。而在核电领域,据相关报道:截至2024年,我国在运和核准在建的核电机组装机规模攀升至约1.13亿千瓦,规模世界第一,超越了美国和法国。
核电站的原理是什么?
核电站的原理,是利用核反应堆中核燃料的裂变反应产生热能,进而将水加热成蒸汽,驱动汽轮机发电。
火力发电依赖煤炭、石油等化石燃料,不仅消耗量大,而且在开采、运输和燃烧过程中,会对环境造成严重污染。而核电站在正常运行情况下,几乎不产生二氧化碳等温室气体排放,对环境相对友好。
从能源安全角度看,我国是能源消耗大国,对石油、煤炭等资源的对外依存度较高。这在一定程度上,使能源供应面临国际形势波动的风险。发展核电有助于优化能源结构,降低对进口化石能源的依赖,增强国家能源安全保障能力。
就拿法国来说,其核电占全国发电总量的比例长期维持在较高水平。在能源供应上实现了较大程度的自给自足,这为法国的工业发展和社会稳定提供了坚实后盾。
核电站发电的核心在于核反应堆,核燃料通常是铀-235等放射性物质。当一个中子撞击铀-235 原子核时,会分裂成两个较小的原子核,并释放出多个中子和大量能量,这就是核裂变反应。
这些中子又会继续撞击其他铀-235原子核,形成链式反应,持续产生热能。核反应堆就像一个精密的 “能量锅炉”,通过控制棒来调节中子的数量,从而控制核反应的速率,确保能量稳定输出。
以我国自主研发的 “华龙一号” 核电站为例,其采用了先进的三代核电技术。反应堆内的冷却剂(通常是水)吸收核裂变产生的热能,温度升高后变成高温高压的水。
这些水在蒸汽发生器中与二次侧的水进行热交换,使二次侧的水变成蒸汽。蒸汽推动汽轮机旋转,汽轮机带动发电机发电,完成从核能到电能的转换。
而且“华龙一号” 配备了多重安全防护系统,如双层安全壳设计,即使在极端情况下,也能有效防止放射性物质泄漏,保障周边环境和居民的安全。
不过,核电站的发展也并非一帆风顺。人们对核辐射的担忧一直存在,像切尔诺贝利事故,就给全球核电发展蒙上了阴影。
切尔诺贝利核事故是由于操作不当和反应堆设计缺陷,导致大量放射性物质泄漏,造成了极其严重的环境污染和人员伤亡,周边地区沦为鬼城,生态系统遭受毁灭性打击。
随着科技的不断进步,核电技术也在持续革新。如今的核电站设计和安全标准已大幅提高,从选址、建设到运营,每个环节都有严格的监管和风险评估机制。
我国核电事业从无到有、从弱到强,背后是无数科研人员的辛勤付出。如今,我国不仅能自主建设核电站,还向世界输出先进的核电技术和设备,位全球核电发展做出了重要贡献。