來源:中國(guó)核電信息網(wǎng) 發(fā)布日期:2015-09-06
1954年6月27日,蘇聯(lián)建成了世界上第一座核電站,它讓普通民眾知道,核能不僅只能用于恐怖的核武器,還能用于發(fā)電,成為能源。
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2015年8月28日上午10時(shí)43分,第121組核燃料組件順利入堆。至此,歷時(shí)44小時(shí)的海南昌江核電1號(hào)機(jī)組首次裝料圓滿完成。這意味著,昌江核電1號(hào)機(jī)組后續(xù)首次臨界、并網(wǎng)及正式投入商業(yè)運(yùn)行已為時(shí)不遠(yuǎn)。
昌江核電工程項(xiàng)目的兩個(gè)股東分別是持股51%的中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司與持股49%的中國(guó)華能集團(tuán)公司,廠址位于昌江黎族自治縣海尾鎮(zhèn)塘興村,可容納4臺(tái)大型核電機(jī)組。工程首期建設(shè)兩臺(tái)65萬千瓦壓水堆核電機(jī)組,1號(hào)機(jī)組年內(nèi)投入商業(yè)運(yùn)行,2號(hào)機(jī)組計(jì)劃于2016年投入商業(yè)運(yùn)行。兩臺(tái)機(jī)組全部投入商業(yè)運(yùn)行后,每年可發(fā)電約100億度。
根據(jù)公開的信息,昌江核電機(jī)組建成后,按年運(yùn)行7000小時(shí)計(jì)算,相比同等容量的煤電機(jī)組,每年可減少燃用標(biāo)煤約260萬噸,可減少二氧化碳約780萬噸。
核能早已被視為清潔能源的一個(gè)選擇。根據(jù)中國(guó)核能業(yè)協(xié)會(huì)公布的數(shù)據(jù),2015年1月-6月全國(guó)累計(jì)發(fā)電量為27090.5億千瓦時(shí),核電累計(jì)發(fā)電量為753.57億千瓦時(shí),約占全國(guó)累計(jì)發(fā)電量的2.78%。與燃煤發(fā)電相比,核能發(fā)電相當(dāng)于減少燃燒標(biāo)準(zhǔn)煤2397.12萬噸,減少排放二氧化碳6280.44萬噸,減少排放二氧化硫20.38萬噸,減少排放氮氧化物17.74萬噸。
“到2020年以前,中國(guó)還要新建35GW(吉瓦),平均每年新開工5到6臺(tái)機(jī)組,新增核電投資5000多億元人民幣?!?015年5月21日,在“第十一屆中國(guó)核能國(guó)際大會(huì)2015”論壇上,中國(guó)核能行業(yè)協(xié)會(huì)副秘書長(zhǎng)徐玉明透露。
世界核能協(xié)會(huì)則估算,2015-2030年間海外新建核電站在160座左右,新增投資達(dá)1.5萬億美元,市場(chǎng)空間巨大。
人類對(duì)核能的和平利用,已有61年歷史,但人類對(duì)核能的探索,最早可追溯至19世紀(jì)末。彼時(shí),法國(guó)物理學(xué)家貝克勒爾、居里夫婦、愛因斯坦等科學(xué)家一直致力于對(duì)其的研究。爆發(fā)于1939年的第二次世界大戰(zhàn),則直接加速了核能技術(shù)的發(fā)展。
1945年8月6日,“小男孩”搭載轟炸機(jī)“艾諾拉-蓋伊”號(hào),從提尼安島起飛,前往日本的廣島。到達(dá)廣島上空約九千米的高度時(shí),“小男孩”被投擲而下。
它成為人類第一次在戰(zhàn)爭(zhēng)中使用的原子彈。重達(dá)四噸多的“小男孩”,彈長(zhǎng)3米,彈徑0.7米,內(nèi)裝有64公斤的鈾-235。它在廣島上空約550米處的地方起爆,雖然最終只有約一公斤的鈾-235進(jìn)行了核裂變反應(yīng),卻使日本6.6萬人直接死于此次核爆,另有6.9萬人受傷。
在第二次世界大戰(zhàn)期間,美國(guó)向日本共投擲了兩枚原子彈,除“小男孩”外,另外一枚的綽號(hào)為“胖子”。1945年8月9日,“博克之車”號(hào)轟炸機(jī)在長(zhǎng)崎上空投下了“胖子”,這次造成約3.5萬人死亡,6萬人受傷。
“小男孩”和“胖子”,第一次讓人類意識(shí)到核能擁有如此巨大的威力。
在第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)前,德國(guó)對(duì)于核能的研究一直處于世界前沿,并領(lǐng)先于美國(guó)。早在1938年,在柏林的凱澤威廉化學(xué)研究所,德國(guó)科學(xué)家就成功演示了鈾-235的裂變反應(yīng)。
期間,來自漢堡大學(xué)的化學(xué)教授保羅˙哈特克意識(shí)到核能擁有的巨大軍事潛力,給當(dāng)時(shí)的德國(guó)陸軍部寫了一封信,提到核物理可以制造威力巨大的核武器——原子彈。這正是希特勒希望得到的武器。之后,德國(guó)投入了相當(dāng)大的人力、物力,希望制造出這種核武器,將核能的威力發(fā)揮到軍事中。
但希特勒對(duì)于猶太人的迫害,讓其失去了最先研制出原子彈的機(jī)會(huì)。由于德國(guó)納粹開始大肆屠殺猶太人,德國(guó)眾多科學(xué)家從德國(guó)逃出前往美國(guó),包括愛因斯坦。
1939年8月,美英法等國(guó)以及從德國(guó)逃出的科學(xué)家們,在美國(guó)召開了一次會(huì)議,提出可以在愛因斯坦原子物理基礎(chǔ)上,用鈾裂變的方式制造原子彈。愛因斯坦上書時(shí)任美國(guó)總統(tǒng)羅斯福,稱德國(guó)正在研發(fā)原子彈,建議美國(guó)應(yīng)搶在其之前研發(fā)成功。
“在過去的四個(gè)月里,通過約里奧在法國(guó)的工作,以及弗爾米和西拉德在美國(guó)進(jìn)行的工作,使用大量的鈾來建立核鏈?zhǔn)椒磻?yīng)堆,從而產(chǎn)生巨大的能量已成為可能?,F(xiàn)在基本可以確定,這將在不久的將來會(huì)實(shí)現(xiàn)。”愛因斯坦在這封信中寫道,“這種新的現(xiàn)象將引導(dǎo)炸彈的構(gòu)造,并且這是有可能的——盡管還不是那么確定——威力十分巨大的炸彈將因此可能被制造出來。這樣一顆單個(gè)的炸彈,用船運(yùn)載并在港口爆炸,就可能會(huì)摧毀整個(gè)港口以及周圍的環(huán)境。”
與此同時(shí),英國(guó)也在展開核武器的研發(fā)。1940年6月,英國(guó)政府成立了由物理學(xué)家喬治˙湯姆森爵士領(lǐng)導(dǎo)的“莫德(MAUD)”委員會(huì)。MAUD是英文“鈾引爆軍事應(yīng)用”的縮寫,核研發(fā)是該委員會(huì)的主要工作。同年8月,丘吉爾首相還正式啟動(dòng)了代號(hào)“管合金”的英國(guó)原子彈工程。
1940年秋,丘吉爾派英國(guó)科學(xué)代表團(tuán)前往美國(guó),交流科學(xué)情報(bào)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)美國(guó)也在開展核研究,但進(jìn)度卻落后于英國(guó)。之后經(jīng)過多輪協(xié)商,美英兩國(guó)開展了有關(guān)核技術(shù)的合作。
隨著戰(zhàn)爭(zhēng)推進(jìn),羅斯福意識(shí)到核武器的重要性,于1942年啟動(dòng)了著名的“曼哈頓工程”。羅斯福給這一工程批準(zhǔn)了9000萬美元的初始研發(fā)資金。英國(guó)的“管合金”工程也并入了美國(guó)“曼哈頓工程”中。
據(jù)史料記載,這一工程最后動(dòng)員了超過10萬人參加,歷時(shí)3年,耗資超過了當(dāng)時(shí)市值20億美元,以羅伯特˙奧本海默為首,集中了當(dāng)時(shí)除納粹德國(guó)外,西方國(guó)家中最優(yōu)秀的核科學(xué)家。
“曼哈頓工程”在新墨西哥州洛斯阿拉莫斯的國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研制出了第一枚原子彈,并在1945年7月,成功在新墨西哥州試爆。此后,又誕生了在日本上空爆炸的“小男孩”和“胖子”。歷史學(xué)家普遍認(rèn)為,這兩枚原子彈的爆炸,加速了日本的投降和第二次世界大戰(zhàn)的結(jié)束。
核武器在第二次世界大戰(zhàn)的運(yùn)用,讓軍事學(xué)家驚喜不已,普通民眾卻視之為惡魔。廣島和長(zhǎng)崎被轟炸后的慘狀,也讓一些科學(xué)家們對(duì)核武器的誕生感到驚恐。
愛因斯坦曾后悔地反思到,“我當(dāng)時(shí)是想把原子彈這一罪惡的殺人工具從瘋子希特勒手里搶過來。想不到現(xiàn)在又將它送到另一個(gè)瘋子手里……我們?yōu)槭裁匆獙兹f無辜的男女老幼,作為這個(gè)新炸彈的活靶子呢?”
“曼哈頓工程”的核心領(lǐng)導(dǎo)者羅伯特˙奧本海默同樣擔(dān)憂核擴(kuò)散,希望世界人民團(tuán)結(jié)起來,避免引發(fā)核戰(zhàn)爭(zhēng)。他曾表示:“如果原子彈被一個(gè)好戰(zhàn)的國(guó)家用于擴(kuò)充它的軍備,或被準(zhǔn)備發(fā)動(dòng)戰(zhàn)爭(zhēng)的國(guó)家用于武裝自己,屆時(shí)人類將要詛咒洛斯˙阿拉莫斯的名字和廣島事件?!?BR> 1945年之后,當(dāng)時(shí)的蘇聯(lián)也開展了對(duì)核武器的積極研制,啟動(dòng)了原子彈的研制工程。特別是二戰(zhàn)結(jié)束后,蘇聯(lián)開始在德國(guó)的蘇聯(lián)占領(lǐng)區(qū)征用核資源,搶運(yùn)德國(guó)的鈾、重水等核原料以及儀器設(shè)備,甚至將一批參與原子彈研制的德國(guó)科學(xué)家也網(wǎng)羅到蘇聯(lián)核工程之中。
在德國(guó)原先的技術(shù)、資源基礎(chǔ)上,蘇聯(lián)核武器的研發(fā)進(jìn)程速度很快。1949年8月,名為“鐵克瓦”的原子彈在哈薩克草原上空試爆成功,蘇聯(lián)打破了美國(guó)的核壟斷,成為世界上第二個(gè)擁有可用于實(shí)戰(zhàn)的原子彈的國(guó)家。
之后,隨著美蘇兩國(guó)冷戰(zhàn)的升級(jí),美蘇開始一段很長(zhǎng)時(shí)間的核軍事競(jìng)爭(zhēng)。但這種競(jìng)爭(zhēng),卻達(dá)到了“恐怖平衡”。
河南師范大學(xué)歷史文化學(xué)院副教授、歷史研究學(xué)者王守謙在其文章《核時(shí)代:從對(duì)抗到合作的簡(jiǎn)史》中寫到,1954年3月1日,美國(guó)原子能委員會(huì)在馬紹爾群島的比基尼島上進(jìn)行核試驗(yàn),造成近海捕魚的日本漁船“福龍丸”23人受到嚴(yán)重輻射,該船無線電通訊員死亡。這一悲劇使長(zhǎng)期以來相對(duì)低迷的反核運(yùn)動(dòng)活躍起來。各種協(xié)會(huì)和組織開始呼吁美蘇兩國(guó)停止核試驗(yàn),要求限制核武器,保證核不擴(kuò)散。
與此同時(shí),核能應(yīng)用于發(fā)電開始崛起。1951年,美國(guó)就首次在愛達(dá)荷國(guó)家反應(yīng)堆試驗(yàn)中心進(jìn)行了核反應(yīng)堆發(fā)電的嘗試,發(fā)出了100千瓦的核能電力。這是人類和平利用核能邁出的第一步。
1954年6月27日,世界上第一座真正意義上的核電站于在蘇聯(lián)卡盧加州建成,是世界上第一座向工業(yè)電網(wǎng)送電的核電站。它位于莫斯科近郊的奧布寧斯克(Obninsk),雖然功率只有5兆瓦,但這成為人類和平利用原子能的成功典范。
奧布寧斯克核電站中的反應(yīng)堆當(dāng)時(shí)被命名為“和平原子能(Atom Mirny)”項(xiàng)目,從策劃到實(shí)際建造竣工,總共只用了3年時(shí)間。
據(jù)說,在當(dāng)時(shí),奧布寧斯克核電站的建設(shè)被列為蘇聯(lián)的最高機(jī)密,即使是在建設(shè)工地的工人,也并不知道自己建造的是什么,甚至不知道工地的確切位置。直到1954年6月27日,俄語廣播電臺(tái)宣布,蘇聯(lián)建成了世界上第一座核電站,將為蘇聯(lián)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)項(xiàng)目提供所需電力。
蘇聯(lián)的這則新聞不僅震驚了蘇聯(lián)全國(guó),也讓全世界震驚。它讓普通民眾知道,核能不僅只能用于恐怖的核武器,還能用于發(fā)電,成為能源。
1956年,英國(guó)建成45兆瓦的原型天然鈾石墨氣冷堆核電站;1957年美國(guó)建成60兆瓦的原型壓水堆核電站;1962年,法國(guó)建成60兆瓦的天然鈾石墨氣冷堆,加拿大也建成了25兆瓦的天然鈾重水堆核電站。核能開始逐漸過渡到和平利用的年代。
之后,在1970年代爆發(fā)的第一次石油危機(jī),促使核電進(jìn)入了高速發(fā)展階段。美國(guó)、俄羅斯成為核電技術(shù)強(qiáng)國(guó)。1960、70年代,美國(guó)對(duì)法國(guó)核電技術(shù)的發(fā)展采取了強(qiáng)烈的壓制政策,這反而使法國(guó)自主獨(dú)立研發(fā)核技術(shù),國(guó)內(nèi)形成了完整的核工業(yè)體系,法國(guó)之后的核電產(chǎn)業(yè)發(fā)展有目共睹,成為核電占總發(fā)電量比例最高的國(guó)家。
近幾年來,韓國(guó)和中國(guó)成為核電技術(shù)的后起之秀。不過,目前全球核能發(fā)電的前五位依次是美國(guó)、法國(guó)、日本、韓國(guó)、俄羅斯。
根據(jù)世界核協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù),2014年全球核能發(fā)電生產(chǎn)電力達(dá)2411TWh(24110億千瓦小時(shí)),占全球總發(fā)電量的11.5%。2015年6月運(yùn)行的反應(yīng)堆有437座,生產(chǎn)電力約38萬兆瓦。在建反應(yīng)堆有66座。2015年鈾需求量約6.7萬噸,相當(dāng)于78868噸U3O8(八氧化三鈾,最重要的鈾氧化物之一)。
值得一提的是,由于二戰(zhàn)后的核軍備競(jìng)賽,蘇聯(lián)儲(chǔ)存了相當(dāng)數(shù)量的高濃縮鈾,這些濃縮鈾的濃度在90%以上,用于制造核武器。
進(jìn)入和平時(shí)代后,現(xiàn)在的俄羅斯需要想方設(shè)法處理這些高濃縮鈾,成為目前核電市場(chǎng)上主要的核燃料來源之一。由于核電站所需要的鈾濃縮濃度在3%-5%之間,俄羅斯需要將高濃縮鈾進(jìn)行稀釋。
1993年,俄羅斯與美國(guó)簽署了長(zhǎng)達(dá)20年之久的“美俄高濃縮鈾協(xié)議”,俄羅斯國(guó)家原子能公司旗下各企業(yè)將共計(jì)500公噸的高濃縮鈾加工為低濃縮鈾,并提供給美國(guó)生產(chǎn)核電站燃料。
據(jù)了解,在20年間,俄羅斯為美國(guó)提供的低濃縮鈾,共為美國(guó)生產(chǎn)了超過7萬億千瓦的電能,幾乎占到美國(guó)商業(yè)核能的50%、全美電能10%。美國(guó)能源部部長(zhǎng)莫尼茲曾表示,在過去20年里,全美國(guó)每10個(gè)電燈泡里就有一個(gè)是由俄羅斯提供的濃縮鈾作燃料發(fā)電才亮的。
20余年之后的2015年8月27日,國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)首次建立低濃縮鈾儲(chǔ)存設(shè)施,國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)總干事天野之彌在哈薩克斯坦首都阿斯塔納與哈外長(zhǎng)伊德里索夫簽署在哈境內(nèi)建立低濃縮鈾儲(chǔ)存設(shè)施相關(guān)協(xié)議。
目前,哈薩克斯坦是世界上最大的鈾生產(chǎn)國(guó),其鈾儲(chǔ)量居世界第二,境內(nèi)有21個(gè)鈾礦。
根據(jù)公開信息,低濃縮鈾儲(chǔ)存設(shè)施將設(shè)在哈東北部工業(yè)城市烏斯季卡緬諾戈?duì)査箍说臑鯛柊鸵睙拸S,相關(guān)設(shè)施將在遵守哈薩克斯坦法律前提下,由國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)全權(quán)管理運(yùn)營(yíng)。烏爾巴冶煉廠已擁有逾60年安全儲(chǔ)存和處理核原料的記錄。根據(jù)初步計(jì)劃,該機(jī)構(gòu)將儲(chǔ)存90噸低濃縮鈾,其發(fā)電量能滿足一座大型城市使用3年。
同時(shí),國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)與哈薩克斯坦簽署協(xié)議,將在該國(guó)建立全球首家核能銀行,以確保核電站的燃料供應(yīng),并鼓勵(lì)防止核擴(kuò)散。
除了原子彈投往日本的瞬間,在核電發(fā)展歷史上,其實(shí)更需要記住2002年4月29日。這一日,奧布寧斯克核電站被關(guān)停,進(jìn)入退役階段。2008年6月,在這座反應(yīng)堆投運(yùn)54周年的前一天,最后一批乏燃料元件從反應(yīng)堆中卸載完成,標(biāo)志著這座反應(yīng)堆退役工作一個(gè)重要階段的完成。
如今,奧布寧斯克核電站正式變身為俄羅斯的一座博物館和科技館,更名為“斯奧布寧斯克科學(xué)城”。人類和平利用核能的歷史也已經(jīng)歷了61年。
雖然,所有的能源都是雙刃劍,1986年4月26日切爾諾貝利核泄漏事故和2011年3月12日福島第一核電站事故也還讓人心有余悸,核能仍在一次能源消費(fèi)“大軍”中堅(jiān)定地前行。
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