传统的发电方式是火力发电。但是火电厂的煤灰从烟囱出来时未经过除硫、净化处理,容易造成酸雨现象,污染环境。除此之外,每年火电站要消耗数量巨大的煤或石油,而煤和石油都是不可再生的能源。鉴于火力发电的种种弊端,人们迫切需要寻找一种新能源替代火电站的发电方法。
1923年,三位瑞典科学家发现一种叫铀的元素,它在自然界中蕴藏丰富,尽管提取不易,但为人们提供了可靠的原料保障。后来经过了几代科学家不懈的努力,人们终于认识到核原子在裂变反应中可以产生巨大的能量,破坏力超强的原子弹就是明显的例子。原子弹爆发的威力令人恐惧,这种巨大的能量能不能为人们的生产、生活服务呢?上世纪中期,科学家终于找到了答案,那就是核电是安全清洁的能源,是一种最好的替代火电站的发电方法。
中国从上世纪50年代中期开始核能发电的研究。核电站是运用中子平衡,即始终保持施加的中子数与进行反应的中子数基本相等的原理来发电。然而,控制中子的技术十分精密高深。当中国刚刚开展核能发电时,很多人认为应该请外国科学家来主持工作,现任秦山第三核电有限公司总工程师钱剑秋当时坚决反对。在钱教授的带领下,中国的科学家们自主完成了秦山一期、二期核电站的设计建造工作,为我国电力网输送了大量的电能。
2002年11月19日,我国第一座重水堆型的核电站——秦山三期核电站一号机组首次并网发电,并提前43天投入商业运行,这是我国核电发展史上一个重要的里程碑。它将有效地缓解我国华东地区电力紧张的局面。
重水慢化剂的威力
由于秦山一期、二期都是清水堆型核电站,也就是说用普通的水来进行工作。这种清水型核电站要求把铀矿石原料提炼到相当纯的程度,这个环节需要耗费大量的人力、物力和财力,也正是这个原因制约着我国核电事业的发展,使中国的核电站难以达到更高的水平。
目前,制约我国核电发展的主要原因是成本问题,特别表现在原材料处理这个环节上。而重水堆型核电站可以直接使用纯度较低的油矿石进行发电。这样可以节约原材料处理的大笔开支,对于我国核电事业的发展具有极其深远的意义。
为什么重水堆型的核电站可以直接利用纯度较低的油矿石来发电?这是因为重水中的氘原子核有一个中子,而轻水里的氢原子核没有中子,所以同体积的重水比同体积的轻水要重一些。正是由于这个多出来的中子的作用,重水成了一种非常好的核电慢化剂。
什么是慢化剂?慢化剂就是让参加反应的中子的运动速度减慢的试剂。核电站主要依靠中子打击油原子产生链式反应来发电。传统的清水堆核电站是利用普通水做慢化剂,效果十分有限,于是只好提高油原料的纯度来保证中子撞击的效果。在反应过程中加入重水以后,可以使参加裂变反应的中子运行速度明显放慢,以便科学家对它进行控制,使中子打击油原子核的命中率大大提高,油原子很少被浪费,所以一般用重水慢化剂的反应堆可以直接用天然铀矿石来发电。
由于重水堆核燃料不必象传统核电站的燃料一样经过特殊处理,所以没有核辐射危险。正是由于这些科学家的努力,秦山三期被世界各国的专家们誉为最安全可靠的核电站之一。
秦山三期是我国第一个重水堆型核电站。它将有效地缓解我国华东地区电力供应的紧张局面。秦山三期的成功是我国核工业的骄傲、中国人的骄傲!