正文 第30章 中國近現代科技史(13)(1 / 3)

這座微型核反應堆以高濃縮鈾(鈾235為90%)為核燃料,熱功率為27萬千瓦,中子通量為1×1012中子/cm2。該反應堆自1980研製建造,1984年3月達到設計要求的中子通量值,到9月1日為止,累積釋放能量已達1743千瓦時。

核反應堆是核科學技術和核工業的不可缺少的大型設備,通常要有高大廠房、複雜龐大的設備和巨大的投資,使推廣應川很困難。中國研製成功的這座微型反應堆具有靈活小巧、造價低廉、操作簡便、安全可靠、不造成核汙染的特點,可以廣泛應用於物理科學、環境科學、地球科學、醫學、考古學和法庭科學的研究工作,也可廣泛應用於工農業生產。

微型核反應堆的研製成功,填補了我國小型堆的空白,為核技術在國民經濟各部門的應用開辟了廣闊的前景。

受控核聚變實驗裝置

如同某些重原子能發生裂變,同時釋放出巨大的能量一樣,某些輕核也能聚變成較重的核,並釋放出比裂變時大幾倍甚至幾十倍的能量。因此,輕核聚變將是人類獲得核能的另一條更有遠大前景的途徑。人們開展了很多這方麵的研究,力求在人為可控的條件下將輕原子核(主要為氘、氚等)聚合成較重的原子核,同時釋放出巨大能量——這就是所謂的受控核聚變。由於氘在地球的海水中藏量豐富,多達40萬億噸,且反應產物是無放射性汙染的氦,因此它具有釋放能量密度高、燃料豐富、成本低廉、與環境兼容性強、安全性好等優點。

然而由於聚變反應能夠自持進行的條件十分苛刻,要首先使燃料處於等離子體狀態,並使等離子體的溫度達到幾千萬度甚至幾億度並持續足夠長的熱能約束時間,原子核才可以克服斥力聚合在一起,所以受控核聚變的實現極其艱難。目前這方麵的研究分慣性約束和磁約束兩種途徑。慣性約束是利用超高強度的激光在極短的時間內輻照靶板來產生聚變;磁約束是利用強磁場可以很好的約束帶電粒子的特性,構造一個特殊的磁容器,建成聚變反應堆。20世紀下半葉,聚變能的研究取得了重大進展,利用一種環行磁約束裝置——托卡馬克研究領先於其他途徑。

中國一直很重視這方麵的研究。中國核工業西南物理學院於1986年自行研製成功托卡馬克研究裝置——“中國環流器一號”。1994年他們又研製成“中國環流器新一號裝置”,更在2002年12月研製成功“中國環流器二號A裝置”。位於中國安徽省合肥市的中國科學院等離子體物理研究所承擔的HT一7超導托卡馬克實驗在2002年至2003年冬季取得了重大進展,該裝置是將超導技術成功應用於產生托卡馬克磁場的線圈上,使得磁約束的連續穩態運行成為現實。這是受控核聚變研究的一次重大突破。中科院等離子體所的HT—7托卡馬克實驗裝置成功的實現了在低雜波驅動下電子溫度超過500萬度、中心密度大於1.0×1019/m3、長達20秒可重複的高溫等離子體放電;實現了電子溫度超過1000萬度、中心密度大於1.2×1.0x1019/m3、超導10秒的等離子體放電。在離子伯恩斯波和低雜波協同作用下,實現放電脈衝長度大於100倍能量約束時間、電子溫度2000萬度的高約束穩態運行;最高電子溫度超過3000萬度。

等離子所取得的重大進展表明,HT—7超導托卡馬克裝置已經成為世界上第二個放電長度達到1000倍熱能約束時間。溫度為1000萬度以上,能對穩態先進運行模式展開深入的物理和相關工程技術研究的超導裝置,在穩態高約束運行長度上已達到世界領先水平。

秦山核電站

核電站就是用反應堆將核燃料裂變產生的能量轉變為電能的發電廠,由核島(主要包括反應堆、蒸汽發生器)、常規島(主要包括汽輪機、發電機)和配套設施組成。核電站與一般發電廠的區別主要在於核島部分。核電站已成為重要的能源支柱之一,這是由它的安全性、運行穩定、壽期長和對環境的影響小等優點所決定的。現代電力工業的發展狀況是一個國家是否發達的重要標誌之一,而核電技術的發展程度則在一定意義上反映了該國高新技術水平的高低。

我國在1971年建成第一艘核潛艇後,立即轉入了對核電站的研究和設計。經過幾十年的努力,從我國的第一套核電機組——秦山核電機組並網發電以來,到目前為止,我國核發電總量已超過1500億千瓦時。

秦山核電站是中國第一座自行設計、建造、營運的原型堆核電站,位於中國浙江省海鹽縣秦山山麓北側,杭州灣之畔。秦山核電站是壓水堆核電站,反應堆額定熱功率為996兆瓦,額定發電功率為300兆瓦。它於1985年開工建設,1991年12月15日首次並網發電,1994年投入商業運營,已有十多年安全運行的良好業績,被譽為“國之光榮”。之後又相繼進行了秦山二期、三期工程的設計建造。