反应堆 核电|基本原理我以为大家都懂，其实并不是

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就像大家手里的手机，每年都在进化升级。核电站也是如此，一直在进步。每次升级的目的都是比上一代更安全、更经济。从1954年到现在，核电厂的发展已经有60多年的历史，现在已经发展到第三代，第四代也在发展。

核电的发展历程

第一代反应堆始于20世纪50年代，主要是美国、俄罗斯、法国和英国建造的第一批原型反应堆。

那个时代反应堆的主要目的不是发电，而是阻止核能。特别是在五六十年代，工业铀浓缩技术还不成熟，国家希望有核威慑工具，所以反应堆用重水或石墨做慢化剂，天然铀做燃料。

第二代核电反应堆

第二代反应堆主要是20世纪60年代末建造的商用反应堆。20世纪70年代，高油价引发了能源危机，推动了核电的大发展。目前，世界上商业运行的400多座核电站大多属于第二代反应堆。

第二代反应堆在安全性和经济性方面取得了长足的进步。但二代反应堆只是一个统称，并不意味着反应堆技术一直停留在70年代左右，一直在发展中前进，以至于有些反应堆类型被归为“二代加”范围。

一般来说，反应堆建得越晚，技术越好。中国第一座核电站——台山核电站，直到1994年4月1日才投入运行。

图为深圳大亚湾核电站。

第三代核能反应堆

与第二代相比，第三代反应堆的安全性和经济性不断提高。同时，通过优秀的设计，第三代反应堆缩短了建设周期，简化了操作和维护，反应堆寿命提高了60年以上。

中国的“华龙一号”属于第三代反应堆，采用“被动”和“主动”相结合的方式。所谓被动，是指核电厂在72小时内，即遇到严重紧急情况后的三天三夜内，可以保证安全，不需要外部电源的驱动，也不需要工作人员的任何安全操作。也就是说，中国华龙一号遭受了类似日本福岛核电站的9级地震和海啸，甚至遭受了更严重的灾难，可以保证72小时安全，无需停电和人员干预。

让我们具体看看什么是“被动”。最坏的情况是核电站断电，此时最紧急的一步是关闭反应堆。

如上动态图所示，当反应堆发生故障时，上面的控制棒由于温度、压力、密度的变化而触发控制棒下落，但控制棒下落是靠自然重力而不是电驱动。

停堆后还没有结束，因为反应堆还在释放余热。如果这个余热不及时排除，就会像福岛核电站一样导致氢气爆炸。而华龙一号在消除余热方面也是被动的。

在全厂停电的情况下，第一回路的水会建立一个自然循环，将核心产生的热带带移除。第一个循环建立一个循环是不够的，第二个循环需要在没有电源的情况下工作。

第二回路上方有一个大水箱，称为“应急冷却箱”，在重力的作用下可以长时间持续向下流动，对第一回路的水进行冷却。

假设以上措施都不起作用，还有一个超大水箱，在重力的作用下自己流下来冷却核心。

补给罐不依靠外力和人工控制，只靠温差、压差等物理变化启动，靠重力向下流动。补给水箱很大，和其他水箱一起可以连续流三天。

以上只是几个例子。事实上，被动还包括通过自然对流将反应堆中的高热蒸汽转移到安全壳外部等。

未来属于第四代反应堆。它将实现以下目标:大大提高铀资源的利用率，最大限度地减少废物排放，降低投资和运营成本，进一步提高安全性，并扩大核电厂的其他用途，如制氢和海水淡化。