【儀表網(wǎng) 儀表科普】“核”看似很遙遠，卻與我們的生活息息相關(guān)，直接影響著國家穩(wěn)定發(fā)展和人民穩(wěn)步生活。2015年是中國核工業(yè)創(chuàng)建60周年，為了讓更多的社會公眾關(guān)注核科學(xué)事業(yè)，中核集團、中國核學(xué)會、山西省國防科學(xué)技術(shù)協(xié)會主辦，中國核燃料有限公司和中核新能公司承辦了“‘核’你在一起院士報告會”。中國工程院院士胡思得、陳念念用歷史的經(jīng)驗與故事，向遼寧省龍城人娓娓道來了關(guān)于“核”的故事。

“集體集體集集體，日新日新日日新。”報告會尾聲時，投影儀上顯示出這樣一行文字。胡思得介紹說，1984年，理論設(shè)計榮獲國家自然科學(xué)獎一等獎，大家公推彭桓武院士名列，當把領(lǐng)回來的獎?wù)潞酮勁平o他時，他堅決不收，要放在辦公室，還寫了上述這副對聯(lián)。“所以，在攻關(guān)科研高地時，集體的力量是偉大的。”

核能有巨大的發(fā)展前景
　　
當前，中國煤炭消費量占據(jù)了煤炭消費量的一半。2010年的數(shù)據(jù)顯示，全年煤炭消費總量為32億噸，其中電力行業(yè)耗煤為17億噸，占比超50%。預(yù)計2011年，煤炭產(chǎn)量將超過35億噸，在以煤為主的資源型消耗中二氧化碳的排放方面的環(huán)保壓力;資源在西、市場在東的運輸壓力等，而太陽能、風(fēng)能、生物能等新能源開發(fā)始終不能突破技術(shù)瓶頸，使用成本過高。在未來很長一段時間內(nèi)不具備成為主力能源的條件，大家都渴望一個新型又清潔的能源能夠大面積推廣。

“中國能源發(fā)展就靠兩條：一是清潔煤，二是核能。清潔煤發(fā)展還不成熟，所以就能解決問題的來說，只有核能。從資源稟性、能源利用率上來說，核能發(fā)展前景大。”陳念念說。

但是隨著核電發(fā)展戰(zhàn)略地位的迅速提升，使核燃料以及核燃料加工設(shè)備等相關(guān)領(lǐng)域需求驟增，供需矛盾非常明顯。陳念念表示，我國核電發(fā)展很麻煩，需要很龐大的系統(tǒng)來保證安全，它不像石油燃燒變成氣，煤炭燃燒變成煤渣，核電的后顧之憂有很多，當前我國核燃料產(chǎn)業(yè)整體還處于初級階段，在5個核大國中生產(chǎn)能力僅占3%~5%。但是能確定核能是現(xiàn)階段我國應(yīng)發(fā)展的較理想的過渡能源，我國已確定了加速發(fā)展核能的能源方針，今后相當長的一段時間內(nèi)，核電占我國總發(fā)電能力的比例將逐步增加，核電對促進我國國民經(jīng)濟發(fā)展將起到越來越大的作用。

當今核能源開發(fā)很安全
　　
日本福島核電站的災(zāi)難性事故令很多人對核電站望而卻步，并且在引發(fā)恐慌。除了大規(guī)模爭論核電的安全性之外，更為實質(zhì)性的舉動也在擴散。2011年5月30日，德國總理默克爾宣布，將在2015~2022年之間關(guān)閉為該國提供約28%電力的18所核電廠，轉(zhuǎn)投再生能源領(lǐng)域。德國工業(yè)制造巨頭西門子公司也響應(yīng)政府的表態(tài)，計劃退出核工業(yè)領(lǐng)域，核電占比總發(fā)電量超過50%的比利時也隨后宣布，階段性廢除核電站。

2000年之后，中國核電建設(shè)迎來了政策上的轉(zhuǎn)機從“適度發(fā)展”變?yōu)?ldquo;積極推進”。2007年11月，國務(wù)院批準了《核電中長期發(fā)展規(guī)劃(2005～2020年)》，并明確提出，“到2020年，中國核電運行裝機容量爭取達到4000萬千瓦，在建1800萬千瓦”。

其中核電站發(fā)電過程控制也已成熟。陳念念介紹，鈾燃料通過核分裂產(chǎn)生熱量。大的鈾原子分裂成更小的原子，這樣就產(chǎn)生熱量及中子。當中子撞擊另外一個鈾原子時，再次觸發(fā)分裂，產(chǎn)生更多的中子并一直繼續(xù)下去。這就是核裂變的鏈式反應(yīng)。而現(xiàn)在的情況是，當一堆燃料棒湊在一起時就會很快導(dǎo)致過熱，在45分鐘后就會導(dǎo)致燃料棒融化。但是值得指出的是，在核反應(yīng)堆內(nèi)的燃料棒是不可能導(dǎo)致像是相當困難的。

為了控制鏈式反應(yīng)的發(fā)生，反應(yīng)堆操作員會用到“控制棒”。控制棒可以吸收中子，從而瞬間停止鏈式反應(yīng)。一個核反應(yīng)堆是這樣設(shè)計的：當一切正常運轉(zhuǎn)時，不會用到任何控制棒。冷卻水會在核心產(chǎn)生熱量的同時帶走熱量，并且在常規(guī)的250℃的運轉(zhuǎn)溫度下還有許多余地。

而挑戰(zhàn)在于將控制棒插入并停止鏈式反應(yīng)后，核心依然在產(chǎn)生熱量。雖然鈾元素的鏈式反應(yīng)已經(jīng)停止，但是在鈾元素的核裂變過程中會產(chǎn)生一些具有放射性的副產(chǎn)品，比如銫和碘同位素。這些元素的放射性同位素會終衰變?yōu)楦〉脑樱缓笫シ派湫?。在這些元素的衰變過程中，也會產(chǎn)生熱量。因為它們不會再從鈾元素中產(chǎn)生，所以它們的數(shù)量會越來越少，在衰變的過程中，大約幾天時間內(nèi)，核心就會終冷卻下來。

目前讓人頭痛的就是這些余熱，所以操作員們只能退到“縱深防御”中更進一層。但是此時重要的任務(wù)是控制住核心持續(xù)升溫，并且確保層護罩及第二層護罩能夠保持完整并盡可能多工作一段時間，從而讓工程師們能夠有足夠的時間修好冷卻系統(tǒng)。因為讓核心冷卻是那么重要的事情，所以反應(yīng)堆內(nèi)實際上有多個冷卻系統(tǒng)。

“現(xiàn)在的奧拓在某些配備方面比40年前的奔馳強。就安全技術(shù)而言，現(xiàn)在的低檔車也都配備了氣囊、ABS等技術(shù)，40年前，再好的車也沒有這些東西，設(shè)計理念沒到這兒。而且如今我們的技術(shù)更加成熟，核電的發(fā)展已經(jīng)可以放心使用。”陳念念說。

人物介紹：



陳念念，核材料與核燃料專家。1941年1月出生于上海，1964年畢業(yè)于清華大學(xué)工程物理系同位素分離專業(yè)。曾任中國核工業(yè)集團公司核工業(yè)理化工程研究院院長，現(xiàn)任中國核工業(yè)集團公司專家委員會副主任，核工業(yè)理化工程研究院科技委主任，中國核學(xué)會常務(wù)理事、研究員。2005年當選為中國工程院院士。