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中國核電站建在海邊,也是為了排放核廢水?這是謠言

由 老粥科普 發表于 遊戲2022-04-05
簡介核電站透過熱交換器來降溫與核反應堆堆芯接觸的水裡邊含有大量中子和其它放射性物質,它們非常危險,需要與外界隔離,先透過一個熱交換器(蒸汽發生器)將純水加熱成水蒸氣來推動汽輪機組發電

大型反應堆用什麼降溫最好

福島核事故自發生後,為了給失效的核反應堆殘骸降溫,東京電力公司已經制造了1000多個巨大的儲水罐,用來存放冷卻後的核汙水。由於每天都會增加大約150噸汙水,罐子很快會不夠用,因此他們打算甩包袱,要把多達120萬噸的放射性汙水排到大海里去。

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福島核電站堆滿了核汙水罐

就在大家都在關注東電核廢水對海洋環境造成影響之時,網上出現一種雜音,說我們將核電站建設的海邊,也是為了方便向大海里排汙。鑑於這種言論無知且惡劣,有轉移焦點帶節奏之嫌疑,我們有必要進行一些科普,揭示真相。

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美麗的大亞灣

深圳東部的大亞灣核電站的確是建設在南海之濱,它位於美麗的大鵬半島,空氣清新,鳥語花香,環境優美。如果你仔細看這座核電站的照片和衛星圖,就會發現它沒有傳統發電廠那種巨大的“煙囪”,這是為什麼呢?

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大亞灣核電站沒有大型冷卻塔

核電站的好處之一就是它不燒煤燒油,既不會排放亂七八糟的廢氣,也不會有二氧化碳等溫室氣體,因此核能常常被劃為低碳清潔能源。核電站依靠放射性元素(鈾或鈽)裂變產生熱能來發電。

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高純度鈾可以捧在手上

正常情況下,鈾-235只會產生很少熱量,即便是一塊武器級的純鈾,你捧在手裡也不會覺得它燙。這是因為鈾的衰變很慢(半衰期長達7億年),在衰變的時候它釋放的熱量也不多。但是如果你用中子去撞擊它就兩說了,鈾-235本身就不夠穩定,中子一旦撞進去,它會把原子核撞散,分裂成兩個小原子,同時釋放出三個中子和202。5MeV(兆電子伏特)能量,它釋放出的中子又有機會去撞別的鈾原子——這就是我們常說的鏈式反應,一旦鏈式反應不受控制,那就是毀滅性的核爆炸了。

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鏈式反應引起核爆炸

核電廠用來發電的核“燃料”中,鈾-235的濃度通常都比較低,達不到原子彈爆炸那樣的鏈式反應強度。科學家還在核反應堆裡插入石墨棒或者別的材料來吸收多餘中子,透過控制鏈式反應的強度來調節反應堆溫度。核電站的反應堆有許多種,基本都是透過核燃料發熱、用熱能來燒開水、再利用高溫水蒸氣推動汽輪機轉動發電。想讓發電機轉得足夠快,就需要足夠高的溫度,但是熱能不會完全轉化為電能,大約有70%的熱能會被浪費掉。為了不讓多餘的熱能在電站裡邊不斷積累從而釀成災難,我們就得給它降溫。

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核電站透過熱交換器來降溫

與核反應堆堆芯接觸的水裡邊含有大量中子和其它放射性物質,它們非常危險,需要與外界隔離,先透過一個熱交換器(蒸汽發生器)將純水加熱成水蒸氣來推動汽輪機組發電;純水很貴,不能浪費,我們用另一個熱交換器(冷凝器)將水蒸氣降溫,從而間接帶走反應堆裡的熱能。用來降溫的水可以是普通水,有些內陸核電站設有巨大的冷卻塔,但在大亞灣核電站你見不到冷卻塔。

中國核電站建在海邊,也是為了排放核廢水?這是謠言

美國一個內陸核電站配有冷卻塔

把核電站建在海邊或者大江大河旁邊的好處就是,你不需要建冷卻塔,冷卻水是免費並且取之不盡的,需要多少就抽多少,用完了直接排到河裡或海里。推動發電機的純水不與加熱它的反應堆直接接觸,同時也不與冷卻它的海水直接接觸,理論上海水裡邊不會混有核反應堆裡的任何放射性元素,除了溫度稍高一些外,它與海洋裡其它海水沒什麼兩樣。

中國核電站建在海邊,也是為了排放核廢水?這是謠言

核電站的冷卻過程

相對於火電站來說,核電更“渴”,它每分鐘需要1500~3000噸水來進行冷卻。所以無論是中國核電站還是其它國家的核電站,都會選址在海邊或大型水體的旁邊,以確保隨時有充足的冷卻水供應。

中國核電站建在海邊,也是為了排放核廢水?這是謠言

歐洲核電站基本都建在海邊

正常情況下,海水被用來將發電機組多餘的能量帶走;緊急情況時,可以直接用水來冷卻核反應堆的堆芯,防止核反應堆過熱釀成切爾諾貝利或福島核電站那樣的事故。如果你稍微留意,就能發現在大亞灣核電站旁邊的山上有一座水庫,這就是核電站的另一重保險:當發生特別緊急情況時,水庫裡的淡水可以不需要水泵直接流入核電站,給關閉反應堆創造機會,避免發生核洩漏。

中國核電站建在海邊,也是為了排放核廢水?這是謠言

大亞灣核電站有一個應急冷卻水庫

現在你應該明白了:世界上大多數核電站建設在海邊,最主要的目的就是利用取之不盡的海水來進行冷卻;由於核反應堆、發電機組、外部冷凝水三者之間只通過熱交換器進行能量交換,海水與反應堆不接觸,因此海水裡不存在核汙染的條件。那些造謠大亞灣核電站偷排核汙水的,不是蠢,就是壞。

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