为什么核电站会爆炸？

核电站最麻烦的问题是堆芯的冷却。毕竟这项技术最初是用来制造大杀伤武器的。如果控制不好，就会有严重的爆炸风险。

一九七九年三月二十八日，美国宾夕法尼亚三丽岛核电站，由于堆芯冷却出了问题，发生了灯芯熔毁事故，同时，这也是美国核电站历史上最严重的核事故。核事故在国际上分为7级，而美国三里岛的事故被分为7级。评定为5级核能事故。

事故发生后，整个美国都震惊了，核电站附近的居民对此感到恐慌。据说还有其他人。这个地区大约有20万人撤出。。就连当时正在建设的美国各大城市的人和核电站附近的居民也举行了示威活动，要求当局停止建设核电站，关闭已建成的核电站。

在这样的压力下，美国和西欧的一些国家政府不得不重新规划核能计划，在接下来的30年里，美国没有建设新的核电站。

事故实际上是可以避免的，但由于在事故发生前，维修人员对用于冷却的辅助给水系统进行维修，忘了打开水道阀门，导致灯芯的热量在后期使用过程中无法排出，部分燃料镐壳和铀燃料融化，释放出大量放射性物质。

但是和苏联在一起切尔诺贝利核事故与美国三哩岛核事故相比，还不算严重，毕竟没有造成人员死伤，但切尔诺贝利核事故，甚至成了许多人的噩梦。

一九八六年四月二十六日，苏联切尔诺贝利核电站发生事故，核电站第四发电机组和核反应堆全部爆炸，释放出大量放射性物质。事故中，31人因巨大辐射当场死亡，320万人受过度辐射影响。在接下来的十年里，有17万人死亡。据说，事故发生后，方圆30公里的11.5万多人被迫撤离。事故发生后，切尔诺贝利一直是无人区，直到今天。

事故发生的原因，据说是由于工作人员操作不当，使石墨与水冷剂接触瞬间导致反应堆反应速率增加。，随着功率的瞬间增加，管道变形，控制棒卡在插入管道的三分之一处，无法有效停止反应。后来功率继续上升，达到正常功率的十倍。燃料棒开始融化，蒸汽压力迅速增大，然后蒸汽爆炸。与此同时，爆炸也破坏了反应堆的顶部，并在屋顶上打开了一个洞。

当时苏联为了省钱，只建了一层反应堆保护层。爆炸后，各种放射性物质进入空气，导致如此严重的事故。因此，在这些情况下，我们可以看到核电站的冷却技术有多重要。

那中国究竟研究出了什么样的技术来解决这一问题呢？

高温气冷堆

山东荣成华能于2024年6月12日石岛湾高温气冷堆核电站商业示范项目在成功完成168小时的连续运行测试后，正式投入商业运行。这个核电站不仅仅是原因我们国家完全自主研发，而且也是第四代全球首个核电站。这一技术的成功，也标志着我国在第四代核电站技术领域取得了成功世界领先地位。

“高温气冷堆”这里有两个关键字，一个是“高温，一个是“气冷"。高温是指反应堆芯采用石墨等耐高温材料，只有耐高温，才能使堆芯产生更高的温度，从而提高发电效率。气冷是指反应堆采用惰性气体氦气气体。，冷却和传导堆芯。与水冷相比，惰性气体即使在高温下也不容易与反应堆的其他物质发生反应，相对更安全可靠。

根据这项技术的总设计师介绍，这项技术可以使核电站保持在在任何事故和灾害造成的冷却能力丧失的情况下，反应堆可以自然冷却，而不依赖人工干预，不会发生堆芯熔化和放射性物质泄漏。。如果切尔诺贝利核电站当年有这项技术，难道不能避免悲剧吗？那么中国科学家用什么方法可以让核反应堆如此安全呢？

根据介绍，这个高温气冷堆的最外层是一层石墨，里面有一层石墨，12000个燃料球。而且在这些燃料的外面，还有四层耐高温陶瓷，层层包裹下，可以有效地防止反射性物质泄漏。

此外，据说这个核电站也采用了它。模块化设计，整个核电站由两个模块化反应堆组成，每个模块都是一个可以单独运行的反应堆，核燃料可以在实际使用中随时连续装卸。

高温气冷堆又被人们称为“反应堆天生不熔化。”，因为它是从设计原理上实现的。不泄漏，不失控，不熔毁，在专业领域，能做到这三点的叫做"固有安全"。那这项技术在国外有没有研究过？为何中国偏偏领先世界？

为什么中国将成为世界领先的这项技术？

虽然核电站的高温气冷技术今年在中国取得了成功。但事实上，早在上个世纪，世界上许多国家就一直在研究这项技术。

早在1947年，美国研究者提出了“高温气冷”的概念，后来，高温气冷一直是核能技术的热点研究方向之一。后来，美国人建造了第一个从1966年到1974年的高温气冷堆垛电厂，相当成功。后来在圣弗莱恩堡建了一个，从1979年到1989年，但是在这个过程中出现了很多问题。

除美国外，德国，日本英国对高温气冷堆技术进行了研究，但一直以来都没有成功地投入商业用途。因此，技术专家介绍，在中国，高温气冷堆能取得今天的成就，就像迈向世界核电技术一样。无人区”。

为什么石岛湾的高温气冷堆设计成为世界领先？其实只有核反应堆才能体现出来。当年美国和日本使用的核反应堆是“棱柱氦冷石墨堆”，英国使用的是“二氧化碳冷却石墨堆”，1966年德国提出了一个名为“球床反应堆"这个概念，是石岛湾高温气冷堆的基础，因为与其它两种设计相比，球床反应堆是第四代反应堆技术的六大候选人之一。

这一设计之所以先进，主要是因为它足够安全和高效。与传统的水堆核电站相比，这种方法的反应堆燃料密度相对较低，即使在使用过程中失去冷却，核心也不会因为高温而溶解。此外，惰性气体作为冷却剂，即使在高温下也能直接驱动涡轮机，远高于传统的蒸汽发电效率。

但石岛湾核电站并非完全照搬德国的经验，而是在此基础上加上自己的考虑。，例如，在尺寸方面，它缩小了堆芯的尺寸，并降低了堆芯的密度。这样可以大大提高散热效率，更好地控制堆芯的工作温度，从而避免核芯融化的问题。

接着，将控制棒设置在堆芯的外围，而不是直接插入燃料球内，这样可以有效地避免控制棒被卡住，或绑上燃料球。

甚至燃料中的铀也经过特殊处理，达到了避免辐射物质扩散的效果。为了增强保护效果，据说最外层的陶瓷保护层采用了单球碳化硅材料。由此可见，中国科学家已经想到了核电站会发生的事故，并采取了应对措施。

然而，谁能想到，中国的高温气冷堆似乎每一步都走在了世界的前列，但我们现在能看到的这些成就背后，还有多少苦涩的历史。

据说2008年，石岛核电厂已经在准备建设。然而，2011年，由于地震，日本福岛核电站发生了核事故，影响了准备工作，正在准备和审批的项目被紧急停止。幸运的是，研究人员并没有因此停止研究，他们仍然在积极准备建设，这样他们才能取得后来的成就。

据技术人员介绍，由于中国的这项技术已经走在世界前列，许多调试工作没有经验可循。这里的核电压力容器堪称全世界。容器体积最大，重量最重。，堆芯和氦包裹在里面。因为氦分子小，他们担心这些氦会在这个时候泄漏。为了解决这个问题，他们必须对压力容器进行处理。超过100个可能漏气的危险点进行跟踪监控。