沒有硬功夫也能搞核電加拿大是如何將重水堆做成世界第三核電品牌的

2018-01-15 09:47:35 國際核電的那些事　點(diǎn)擊量：評論 (0)

上世紀(jì)五十年代，就在世界各強(qiáng)國爭相發(fā)展核電的時(shí)候，地廣人稀，一直存在感不強(qiáng)的加拿大人也不淡定了，在核電技術(shù)方面也開始躍躍欲試。以當(dāng)...

上世紀(jì)五十年代，就在世界各強(qiáng)國爭相發(fā)展核電的時(shí)候，地廣人稀，一直存在感不強(qiáng)的加拿大人也不淡定了，在核電技術(shù)方面也開始躍躍欲試。

以當(dāng)時(shí)的國情看，加拿大獨(dú)立發(fā)展核電，看起來即沒那個(gè)必要，也似乎沒那個(gè)能力。

首先，作為一個(gè)地廣人稀，水力資源豐富的國家，水電開發(fā)就能基本滿足加拿大的電力需求，同時(shí)，相比核電，水電在開發(fā)成本上顯然低很多，且風(fēng)險(xiǎn)也顯然要小很多。從經(jīng)濟(jì)上算賬，加拿大獨(dú)立發(fā)展核電，也似乎不那么劃算，畢竟核電電價(jià)也比火電高處一截。直到今天，加拿大水電資源最豐富的魁北克省，依然是加拿大電力最低廉的省份，而以核電為主的安大略省，電價(jià)反而較貴。即便如此，加拿大也從未懷疑過自己獨(dú)立發(fā)展核電的決心。

同時(shí)，作為曾經(jīng)英國的殖民地（直到今天，加拿大名義上的元首依然是英國女王），加拿大的工業(yè)也沒有強(qiáng)大到能夠支撐加拿大大規(guī)模的核電發(fā)展。在核工業(yè)方面，加拿大既沒有濃縮鈾技術(shù)（反應(yīng)堆核燃料生產(chǎn)的基礎(chǔ)技術(shù)），也沒有建造大型反應(yīng)堆構(gòu)件（如壓力容器）的技術(shù)，核電基礎(chǔ)技術(shù)的缺乏似乎也讓加拿大的核電夢看起來像是癡人說夢。

然而，加拿大在發(fā)展核電方面，卻有一項(xiàng)開掛的技術(shù)，那就是出色的重水生產(chǎn)技術(shù)。

在普通的反應(yīng)堆中，與鈾燃料發(fā)生裂變反應(yīng)的中子并非我們理解的那種原子核裂變后直接飛出來的中子。這種中子速度快，很難與鈾原子核發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，這種中子必須通過慢化劑減慢速度，變成所謂的“熱中子”后才能與原子核發(fā)生反應(yīng)。作為慢化劑，輕水的慢化效果要遠(yuǎn)遠(yuǎn)差于重水，輕水堆中核燃料使用濃縮鈾，就是為了彌補(bǔ)輕水慢化效果的不佳。當(dāng)把反應(yīng)堆中的輕水換為重水后，中子慢化效率將大大提高，直接使用鈾235濃度極低（約為0.7%）的天然鈾，就可以讓堆芯維持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。

所以，擁有強(qiáng)大的重水生產(chǎn)能力后，濃縮鈾技術(shù)不再是束縛加拿大發(fā)展核電的基礎(chǔ)技術(shù)了。

那反應(yīng)堆大型構(gòu)件建造能力呢？反應(yīng)堆最核心的部件就是放置反應(yīng)堆堆芯的壓力容器，這個(gè)壓力容器要承受反應(yīng)堆運(yùn)行時(shí)的高溫，高壓，高輻射和高流體腐蝕的情況下，要撐到反應(yīng)堆設(shè)計(jì)壽命（40年到80年之間），壓力容器的制造對一個(gè)國家的材料科技，大型鍛造技術(shù)的要求極高，直到現(xiàn)在，能制造這種壓力容器的國家也就那么幾個(gè)，我國也是近幾年才掌握了這種技術(shù)，當(dāng)時(shí)的加拿大，自然是沒有這種高科技的。

于是，加拿大的核科學(xué)家們獨(dú)辟蹊徑，將每一組核燃料裝在一根壓力管里，然后將數(shù)百根壓力管連接起來，這樣，就在不需要建造大型壓力容器的情況下，建造大功率的反應(yīng)堆。就這樣，反應(yīng)堆大型構(gòu)件的制造能力，也不再是束縛加拿大發(fā)展核電的能力了。

數(shù)百根壓力管連起來構(gòu)成了重水堆反應(yīng)堆堆芯

解決了發(fā)展核電技術(shù)上的主要問題，那還得算算經(jīng)濟(jì)賬。畢竟，加拿大并不缺電，如果為了發(fā)展核電，不去用廉價(jià)的水電而去用不成熟的核電，似乎是腦子短路的表現(xiàn)。這樣想似乎沒有問題，但加拿大為發(fā)展核電，找到了一個(gè)高大上的動(dòng)機(jī)，那就是“出口創(chuàng)匯”，去賺外國人的錢！

在技術(shù)問題和動(dòng)機(jī)問題都解決后，加拿大就開始搞起了自己獨(dú)特的重水堆技術(shù)。從五十年代起，加拿大政府組建了國企AECL（加拿大原子能有限公司），全面負(fù)責(zé)國家的核電技術(shù)開發(fā)。相比法國和韓國，加拿大在發(fā)展核電的前期規(guī)劃更為具體詳細(xì)，加拿大在著手核電發(fā)展前，就已經(jīng)組織了科學(xué)家，工程師，電力行業(yè)和政府部門的專家進(jìn)行了充分的分析和研究，確定了以重水堆為唯一技術(shù)路線的核電發(fā)展計(jì)劃。因此，加拿大核電計(jì)劃啟動(dòng)的時(shí)候，可以說是以舉國體制發(fā)展核電的，所以在一開始，加拿大的核電發(fā)展就進(jìn)入了快車道，發(fā)展速度驚人。

很快，在1962年，加拿大就建成了第一座示范性重水堆核電站—NDP，凈功率為20MW，解決了加拿大核電技術(shù)的“有無”問題。

重水堆的特點(diǎn)是技術(shù)要求低，設(shè)計(jì)簡便可靠，NDP核電站的成功將加拿大重水堆發(fā)展推向了新階段，1967年，加拿大又在道格拉斯角核電站建成了一座206MW功率的重水堆，這就是現(xiàn)在加拿大的坎杜商用重水堆的原型堆。

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