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这些年一直听到中国被国外卡脖子的消息,难道就没有中国人卡别人脖子的时候吗?其实还真有,而且这项技术,全世界只有中国有。
他就是我们的启明星二号,是我国首座铅基核反应堆零功率装置,这个装置在很大程度上解决了核能发展的局限性。
要知道核能是一种极为高效的能源,一直都受到很多国家的青睐,因为它在反应过程中消耗的资源和火电比起来减少许多,而且核电是一种清洁能源,它在运行过程中不会释放出二氧化硫、二氧化碳等物质,这对缓解温室效应等气候问题有很大帮助,因此,近年来,人类大力发展核电,但一直有一项因素限制核能的发展,就是乏燃料处理。
所谓乏燃料,指的就是那些废弃的核燃料和受到辐射的其他燃料,它们虽然无法继续进行核反应,但是未经处理直接暴露在自然界,仍然有难以预料的危害。
1999年的时候,日本发生了一起史上最严重的核事故,在那场事故中,213个受到了辐射的危害,有三个人经历了一种最触目惊心的死亡过程,就是意识清醒的看着自己的身体日渐腐烂。
这两个人原本只是在正常的将原料铀和硝酸倒在一起,配置成硝酸铀溶液,但这项工作并没有如期完成,因为当他们在将配置好的溶液导倒入新的沉淀槽时,槽中突然发生了临界事故,换句话说就是,在槽中发生了一次剧烈的铀核裂变。
我们知道这样的核裂变会产生极强的辐射,这样的辐射能导致我们身体蛋白质,甚至是DNA的破坏。
事故发生后,被辐射后的3人,体内的染色体都不同程度地出现了变异,有的染色体断裂,有的黏在一起,而基因的变异,导致身体的细胞增殖没办法进行,也就是说,等到老细胞都代谢死亡后,他的生命也就结束了,而在此之前,他们将一步步见证自己的死亡。由于图片过于恐怖,这里就不放出来了,感兴趣的可以自己去搜索,但从这个事件中我们也能知道,核,是一个多么恐怖的物质。
虽然核废料是已经是经过一系列利用过后的产物了,但依旧存在着不小的辐射,会对我们的环境产生影响。
因此,对于核废料的处理一直都是难题,目前世界各国处理核废料的方式都很局限。1987年,美国首次提出了在山脉中的深层地质结构中存放核废料的计划,但时至今日,该计划的实施仍然没有任何的进展。对于这类高危性质的放射性核废料,科学家们普遍认为只有将他们放在地质深处才足够安全,但目前国际上也没有一座能永久存放核废料的地库。
所以当前国际上处理核废料的办法还是土办法,一般是先经过冷却、干式储存,然后再将装有核废料的金属罐投入选定海域4000米以下的海底,或深埋于建在地下厚厚岩石层里的核废料处理库中。美国、俄罗斯、加拿大、澳大利亚等一些国家因幅员辽阔,荒原广袤,一般采用陆地深埋法。
可以看出来,这些处理方法都没有对核废料本身做出什么实质性的改变,只是想尽办法让核废料离人类生活的地方远一点,而我国这款启明星二号并不是简单地将核废料转移,而是对核废料本身进行处理,不仅能将核燃料的使用效率提高到95%,还能对核燃料消耗完后产生的废弃物再次回收利用,换句话说,启明星二号不仅解决了核废料的放射危害,还能将其释放出的能量又转化为电量,可谓是一举两得。因此,这一装置的横空出世后,启明星二号顿时成为了发达国家的关注焦点。此前日本花3000亿,欧美甚至双倍抬价准备重金求购,但我国都不卖,除此之外,国外科学家甚至比之前更主动地与我国进行交流互动,希望实现技术共享。虽然这些发达国家双标的嘴脸很难看,但从中也能看出,我国研发的启明星二号确实是变革性的存在。
这个装置是在中科院战略性先导科技专项支持下,由中国原子能科学研究院和中科院近代物理研究所历时4年联合研制成功的,是完完全全拥有自主产权的中国制造,目前启明星二号已经在进行升级,启明星3号核反应堆即将成型,据说这个核反应堆可以对启明星二号进行全方位的超越,如果研发进程顺利的话,在启明星三号的帮助下,未来不是没有可能推出核能汽车的。到了那时候,汽车领域将会面临大洗牌,核能汽车或许会成为市场当中的主流。
只是对于核这样的存在,人类除了设想未来 ,更应该铭记他带来的的惨痛历史。
2011年,日本发生了大地震,导致位于福岛的核电站发生了泄露事故,原本这只是一次三级核事故,仅仅是海啸后反应堆停电,只要将反应堆冷却就可以了,但是东京电力担心损害价值几个亿美元的设备,硬生生愣是让反应堆爆炸后,事故升级为七级后,才扭扭捏捏愿意给反应堆注入海水,因为这时候机组已经报废了。其实早在反应堆爆炸前,工程师就给高层报警了,只要有人愿意冒死冲进反应堆内部,打开应急装置,反应堆就不会爆炸,但是整个日本,因为害怕核辐射,没有一个人愿意冒死去做这样的事。
总之,整个日本,从头到尾,把一个完全可以得到控制的问题,弄成了现在变成全世界的灾难,炎症拖成癌症,真有你的
爆炸后的核反应堆因为温度过高,所以把堆芯都融化了,如果不管它,那么那片土地将会被融穿,整个日本的生物基因将会被改变。因此,当时日本政府只能引入海水来冷却已经泄露的核反应堆,自然而然,这些海水直接接触了核反应堆,就带有辐射性,需要被密封处理。
最初几年,为冷却反应堆,每天产生的核废水高达4、500吨,直到近年才降低170吨,截止2021年3月,储存的核废水已达到125万吨。
所以日本修建了容量137万吨的桶来装这些核污水,但从出事到现在,已经装下9成的核废水了,换句话说,已经快装不下了。
后来就是大家都知道的往海里排放核污水的事。
其实这并不是,日本第一次往水里排放核污水,应该说是,日本第一次公开说,他要往海里排放核污水。
实质上,日本可能早就往海里偷偷地排放过核废水了。早在2012年,也就是福岛核电站泄漏事故发生后的一年,人们就在日本的海底发现了恐怖的变异鲶鱼。而在2016年的时候,美国渔民捕获的三文鱼身上,长满了大大小小的白色肿瘤和溃烂疮口,都是被辐射物质感染的结果,这与核辐射扩散的路径、时间均吻合。
我们都知道,大自然中的生物链,毒素会在一级一级的捕食关系中累积,所以,人类作为食物链最顶端的生物,毒素累积得最多,这也是患癌率年年攀升的重要原因。
这次日本公开说要往海里排放核废水,甚至首相还装模作样的拿出了一瓶净化稀释后的核废水,声称这种水很安全,可以喝,明明是一个可以展示日本核废水安全度的绝佳的机会,但菅义伟再三犹豫后,还是拒绝饮用。
我们暂且不论核废水能不能喝,工作人员给他的那瓶一定是能喝的,但是他连喝都不敢喝一口,可能比起证明核废水的安全,首相更怕自己的小命不保吧。
其实,日本并不是没有其他的办法可以处理核废水,全球的专家都有给日本支招,比如把核废水制成固体水泥块,然后把他们埋到地下20米深处,或者开凿2500米深的隧道,将核废水输入地底深处,这些方案都可以做到非常安全环保地解决核废水问题,但只有一个缺点,就是费钱,远不如直接排入大海省事,因此日本表示,道歉可以道歉,不就是多鞠几个躬嘛?反正天天都在鞠躬,但核废水必须排入海里。
据德国亥姆霍兹基尔海洋研究中心2012年针对核废水扩散情形的建模计算结果显示,从排放日起,57天内放射性物质就将扩散至太平洋大半区域,3年后美国和加拿大就将遭到核污染影响。再等等,很快全世界都将有变异物种展览了。
对比日本的决定,同为7级核泄漏事件,发生于1986年的前苏联,切尔诺贝利核泄漏事件的应急和善后处理,如今看来更快速、更负责。
1986年,位于乌克兰的切尔诺贝利核电站,核反应堆全部炸毁,大量放射性物质泄漏,成为核电时代以来最大的事故。
这场事故最开始虽然因为地方官员瞒报,导致了核污染进一步扩散,但当苏联政府知道后,苏联已经尽一切所能将伤害降到了最低,除了撤离13.5万民众,苏联当时直接开直升机向反应堆炉芯倾倒了5000吨的硼砂,石油钻机从侧向钻入反应堆的地下,每天向里面注入25吨液氮,避免反应堆炉芯熔融物不断下降,导致地下水污染。由于行动够及时,也避免了反应堆和放射性冷却水反应会带来的水蒸气爆炸。
再后来,苏联60万民众前仆后继地冲进核电站,修建起了防止辐射扩散的“石棺”。采用每人坚持几十秒,一人一铲地将辐射石墨扔回了反应堆的人海战术,在这次救援中,苏联总共有7000多人死亡,虽然当地的核辐射依然对整个生态产生很大的影响,但就处理事故的态度而言,苏联明显比日本要负责任得多。
只是,看完两国的核泄漏事故,日本政府的行为纵然不负责任,但造成这样的结果也并非人们本愿,对于核这样既危险又迷人的存在,即使中国的启明星3号已经有实质性进展,但这样的装置并无法将核废料完完全全的转化为无害物质,而且,这个装置处理的也只是废料,如果今后再有核事故发生,我们依然无能为力。因此核能今后如果想拥有更广泛的市场,那实现可控核聚变是必不可少的。
可控核聚变
什么是可控核聚变呢?漫威电影中,给钢铁侠提供源源不断能量的正是利用可控核聚变产生的,而我们前面说的核电站只是可控核裂变,虽然这两者只有一字之差,但可控核聚变比可控核裂变厉害多了,核聚变所使用的原材料是氘,氘在海水中的储存量是0.03克每升,虽然看着数量不多,但是在发生核聚变的时候,他所释放的能量却与300升汽油相当,目前世界上氘的储量是40万亿吨,换算一下,相当于在4后面再加23个0的汽油能量,能供人类使用几百亿年。
除了取之不尽的能源诱惑,核聚变还具有不污染环境、更安全的特性。因为要发生核聚变反应,需要极高的温度,或者极高的压强,只要有一点点条件没达成,就无法发生核聚变反应。因此,一旦出现事故,那这样的实验条件势必被破坏,也就不会发生核聚变反应了。
虽然氘本身还是有一定的辐射,但是相比于现在核电站的辐射,是小很多很多的,而且目前氘在进行核聚变反应后产生的其实是氦气,氦在我们日常生活中是很常见的,就是灌在气球里,可以让气球飞起来的气体,所以核聚变能真正实现无污染,再加上诱人的能源爆发力,被科学界视为终极能源。
当然,这么牛逼的能源并不是那么好开发的,不然也不会还只存在于电影中。目前世界上关于可控核聚变的研究成果依旧少得可怜,不过我国在这方面还是占据是世界领先的位置。就在前两个月,我国实现了在1.2亿摄氏度条件下,人工控制核聚变101秒的人类奇迹。
虽然只有101秒,但却是之前记录的5倍,也能由此看出核聚变有多难实现。
其实无论是可控核聚变还是可控核裂变,或者是氢能、太阳能、风能,都是人类对于能源的极致追求,如若有天人类真正拥有了无限能源,我们或许真能实现共产社会,每个人不用为了明天的饭着想,内卷将不复存在,建造火箭的人和煮茶叶蛋的人能得到同样的尊重,因为他们都是出于自己的爱好在做这件事。但或许在这之前,我们首先会被自己不受控制的贪欲和物欲所吞噬。