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核里的宇宙

the universe in a nucleus

汉字「文案」是指古代官衙中掌管档案、负责起草文书的幕友,亦指官署中的公文、书信等;在现代,文案的称呼主要用在商业领域,其意义与中国古代所说的文案是有区别的。

如此来电

火电

火电

燃烧煤、石油、天然气,将化学能转化为热能,驱动蒸汽,推动涡轮发电。

优点:发电稳定,便宜,可以建在任何地点。

缺点:产生大量二氧化碳和其它污染物,能量转化效率低,燃料消耗量大,运输成本高,供应和价格不稳定,长远来看不可持续。

传统大水电

传统大型水电

用水流直接驱动涡轮发电。

优点:发电量大,便宜,无直接污染和碳排放,调节水利。

缺点:坝址和发电总量有限,可能威胁河流生态,会受到干旱影响。

新型可再生能源

新型可再生能源

风能,光能,潮汐能,地热,生物质等等。

优点:发电时无碳排放,合理设计选址则对生态影响极小。

缺点:昂贵,占地面积大,大多不稳定或不可预测,难以成为主力,还会降低其它电力的经济效益

核电

核电

通过受控的核反应,将核能转化成热能,驱动蒸汽,推动涡轮发电。

优点:几乎无碳排放,正常运转时几乎无污染,发电量大且稳定。

缺点:用过的核燃料需要专门存储和回收,部分技术落后的核电站有安全隐患。

其他可再生资源

其他可再生资源

生物燃料

生物燃料

煤

石油

石油

天然气

天然气

核能

核能

水利

水利

世界总能源来源

核电是世界主要国家的能源支柱

核电占能源比重单位:%

美国 法国 中国 俄罗斯 韩国

供电量13.8GW。6个核电站,17个反应堆,几乎全部为压水堆,还有32个反应堆在建。我国能源结构过度依赖火电,78.58%的电力来自火力发电。

核电vs火电

火电

一座没有配套环保设施的
燃煤发电站(600兆瓦)每年运行

排放

中国目前的煤电,相当于上千座这样的电站。

一座核电站运行时

至少30年数据表明对野生动物无不良影响,80公里范围内居民遭受约0.09微西弗额外辐射

核电站建设本身会带来碳排放,在考虑到核电站运行的全部周边成本之后,核电站的二氧化碳排放量是5克/千瓦时。相比之下,典型的煤电站仅运行排放就高达900克/千瓦时,而典型的天然气电站则为400克/千瓦时。

核电U未来

技术未来

技术未来

  • 模组化小型堆

    灵活、系统、批量生产、可拼装组合的小型反应堆,更加安全,更便于借鉴设计经验。

  • 增殖反应堆

    将原本用途不大的U238转换成可用的核燃料。

  • 可控核聚变

    向太阳学习,抛弃不易处理的放射性重核素,使用完全清洁的核聚变发电。

安全未来

安全未来

  • 更加严格的安全规范

    充分吸取福岛、切尔诺贝利以及之前所有其他小型安全问题的前车之鉴。

  • 自动化程度更高的控制系统

    增加对人为错误的容忍程度。

  • 更有效的被动安全措施

    就算失去了能源和自动化系统也能保证安全。

公众未来

公众未来

  • 更加公开透明

  • 更广泛的社区利益回报

  • 更多的全社会知识普及

辐射很可怕吗?

我们日常生活里常常会不可避免地接触到微量的电离辐射。和这些数字相比,核电站正常运行的辐射微乎其微,即使是发生了事故,也只有最严重的事故才会产生可见的影响。

辐射单位:微西弗( μSv)  数据来源:xkcd.com

打手机:0照一次牙齿透视:5正常环境下一天的背景辐射:10三哩岛事故对周边16公里内居民的最大影响:1000

在别人身边睡一晚上:0.05坐飞机横跨美国:40福岛事故后两星期内周边20公里居民的最大影响:40000

在核电站80公里范围内居住一年:0.09福岛事故后两星期内对周边20公里居民的平均影响:1000

吃一根香蕉:0.1福岛事故对东京居民的影响:40正常环境下一年的背景辐射:4000明确增加癌症风险的一年辐射量:100000

在煤电站80公里范围内居住一年:0.3三哩岛事故对周边16公里内居民的平均影响:80可导致辐射病的短期剂量:400000

福岛事故后两星期内对福岛市政厅居民影响:100切尔诺贝利事故后30公里内居民迁出之前的最大吸入剂量:150000

核电站一年内按规定最多能排放的辐射总量:250可能致命的辐射短期剂量:2000000

无药可救的辐射短期剂量:8000000

核电危险吗?

正常运行的核电站很安全。核电站可能发生事故,但它的安全性和飞机的安全性十分类似——虽然一次大型事故会带来大量公众关注,但平均起来其实更安全。

每10亿公里旅程死亡: 3.1人 0.05人
每10亿小时旅程死亡: 130人 30.8人
核电危险吗? 飞机

核电事故

民用核电站50年来在32个国家累计运行14500个反应堆年,共发生重大事故3次。

三里岛事故

三里岛事故

时间:1979年3月28日

核反应堆:压水堆

事故原因:机械故障导致冷却剂丢失,操作人员缺乏训练做出了错误判断,没有及时补救,导致反应堆部分熔化。沟通不畅导致周围大批民众恐慌撤离。

结果:无人因辐射死亡。癌症发病率无可见增加。

切尔诺贝利事故

切尔诺贝利事故

时间:1986年4月25日

核反应堆:石墨堆

事故原因:测试系统过程中工作人员操作严重失误,导致反应堆功率急剧上升并爆炸,将大量核燃料释放到大气层中。用作减速的石墨被点燃,增加了放射性粒子的排放。

结果:28人因辐射病死亡,9名儿童因甲状腺癌死亡,预测周边数百公里内多种癌症发病率上升。

福岛事故

福岛事故

时间:2011年3月11日

核反应堆:沸水堆

事故原因:遭遇地震而自动关闭,但是因为之前忽视海啸风险,冷却系统遭遇海啸而失灵。堆芯部分熔融,高温产生的氢气随后爆炸,部分损坏了安全壳。辐射以气体和应急冷却水的方式泄露。

结果:目前尚无人因辐射死亡,预测周边几十公里内癌症发病率小幅上升。

每生产1万亿千瓦时(TkWh)能源,导致的死亡人数

包括开采和使用过程导致的直接死亡,和间接的流行病死亡

我们今天是如何保证核电的安全的?

经过30年的发展,我国核电站充分吸取了历史上的经验教训。安全措施的响应速度大大加快,用水作为减速剂杜绝了石墨燃烧可能,安全壳设计使得堆芯故障也不会把辐射泄漏到周边环境,选址也考虑到了各种自然灾害风险。今天的中国实际上不可能出现类似切尔诺贝利和福岛的严重事故。

核电站压水堆简图

以大亚湾核电站使用的压水堆为例

1.常规防护

核电站正常运作时的防护设计

双重循环回路,核燃料不接触发电蒸汽,发电蒸汽又不接触冷却水,确保正常运行的核电站辐射泄漏低于环境背景。

反应堆外有安全壳,将整个堆包裹在内。

2.主动安全

出现事故时需要动力来实现的补救措施

镉制固体控制棒,吸收中子,可以快速放入,阻断反应进行。

硼酸作为控制液,也可吸收中子,出现紧急情况时可注入。

紧急冷却系统可以在温度上升时提供冷却。

以上一切均可由备用的柴油发电机和电池组提供动力。

3.被动安全

纯粹依靠物理定律发挥作用的补救措施,就算丧失一切能源也可完成

悬空控制棒,依靠电磁铁吸在反应堆顶部,一旦失去电力,自动落下,阻断反应。

高压水减速剂,当核心温度上升时,水中的空泡增加,中子减速效果降低,导致核反应速率下降。

水泥底壳,万一以上手段都无效,核心部分熔融,放射性物质将落入下面厚数米的半圆形水泥底座,减缓扩散并便于封闭。

常规防护 主动安全 主动安全

你了解核电吗?

对凤凰网友的调查统计

(网友比重单位:%)

固体废弃物

36% 的人认为

核电产业会产生大量固体废弃物

实际上:核电唯一的固体废弃物就是少量的乏燃料。这些乏燃料可以加工回收,可以在新型核电站里得到利用,也可以储存起来。它们依然有放射性,但只要处理恰当就无危险。

化石燃料的能量

38% 的人高估了

化石燃料的能量

实际上:按单位质量计算,铀的能量是标煤的270万倍!煤燃烧只能利用电子的化学能,而铀释放的可是原子核内部的能量。

气体污染物

20% 的人认为

核能发电会产生气体污染物

实际上:核电站不涉及燃烧过程,不会放出任何二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物、固体颗粒物等污染。

你了解核电产业吗?

对凤凰网友的调查统计

(网友比重单位:%)

核电发电量

40% 的人高估了

我国的核电发电量

实际上:真的没你们想象的那么多啦。还问我多少?去看的介绍啦!

核电发电量

25% 的人认为

只要进入核电站就必须穿防护服

实际上:核燃料深埋在大量的水当中,水是很好的辐射隔绝物,就算在装着乏燃料的水池上层游泳,受到的辐射也远低于日常背景辐射。何况这外面还有厚重的金属壳和水泥层。核电站工作人员平常都不需要特殊服装。

你怕核电吗?怕什么?

对凤凰网友的调查统计

(网友比重单位:%)

你怕核电吗?怕什么?

5% 的人害怕

像原子弹一样爆炸

40% 的人害怕

核事故造成全球灾难

14% 的人害怕

核电站影响周围居民

24% 的人害怕

核电站影响自然环境

你愿意了解核电吗?

对凤凰网友的调查统计

(网友比重单位:%)

你怕核电吗?怕什么?

46% 的人

想要参观核电站

34% 的人

想要视频讲解

12% 的人

想要见工程师真身

什么?
你还不知道你的丰度值?
快去补考吧!

测试你的U含量

U问U答

为什么没有像钢铁侠那样的小型反应堆?
钢铁侠用的核聚变能目前还不成熟,而裂变反应堆的大小受到燃料临界体积、辐射屏蔽层和控制系统等因素限制。银幕之外,只有航天器的“核电池”能满足一下极客的幻想了。
住在核电站附近要注意什么?
住在核电站附近,是不是就要天天吃咸菜补碘,出门穿孕妇防辐射服?其实核电站正常运行的时候辐射不会外泄,即使是在发生事故的时候,只要应对得当,健康都不会受到太大影响。

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