北極星核電網(wǎng)訊:近日，中國鉛基快中子反應(yīng)堆研發(fā)工作取得重大突破的消息受到海內(nèi)外媒體的極大關(guān)注。不過，中國新的核技術(shù)還沒有得到應(yīng)用，香港媒體《南華早報》就開始炒作“中國打算建造世界最小核電站并將其部署到南海?”，并稱將可能“影響環(huán)境”。此外，鉛基反應(yīng)堆早在上世紀(jì)70年代就應(yīng)用于前蘇聯(lián)潛艇上，那么中國建造小型鉛基快中子反應(yīng)堆，是不是也能應(yīng)用于國產(chǎn)潛艇之上呢?
應(yīng)用鉛基反應(yīng)堆的前蘇聯(lián)阿爾法級核潛艇
首先，我們要簡要說明一下中國鉛基快中子反應(yīng)堆的項目。中國科學(xué)院于2011年啟動了戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項“未來先進(jìn)核裂變能-ADS嬗變系統(tǒng)”(ADS專項)，選擇了中國鉛基反應(yīng)堆CLEAR(China LEAD-based Reactor)作為 ADS反應(yīng)堆的主要發(fā)展方向。ADS專項第1階段是研制熱功率為10兆瓦的鉛基實(shí)驗反應(yīng)堆CLEAR-I，選擇鉛鉍合金作為冷卻劑。將來在鉛基實(shí)驗反應(yīng)堆CLEAR-I基礎(chǔ)上研發(fā)熱功率100兆瓦的工程演示堆CLEAR-II，最終研發(fā)出熱功率1000兆瓦的C商用原型堆CLEAR-III。目前中國CLEAR-I所有技術(shù)都實(shí)現(xiàn)了自主化，將很快能建造實(shí)體的鉛基實(shí)驗反應(yīng)堆。
從《南華早報》的報道稱中國正在研發(fā)最小的核電站，能夠安裝到一個集裝箱里面，能夠產(chǎn)生10兆瓦的電能，這也從側(cè)面驗證了目前中國鉛基反應(yīng)堆的功率水平。但這種媒體所說的“核電寶”，并不是中國要建造的鉛基實(shí)驗反應(yīng)堆CLEAR-I，而是中國研發(fā)團(tuán)隊在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)行的小型模塊化鉛基小型堆概念設(shè)計方案。
中國研發(fā)鉛基反應(yīng)堆，主要是因為鉛或鉛合金(統(tǒng)稱鉛基材料)對于中子的吸收和慢化能力弱，反應(yīng)堆中子經(jīng)濟(jì)性好，使得反應(yīng)堆系統(tǒng)具有更高的核廢料嬗變和核燃料增殖能力。鉛基材料的熔點(diǎn)低，沸點(diǎn)高，避免了高壓系統(tǒng)帶來的冷卻劑喪失事故的發(fā)生，同時可實(shí)現(xiàn)高熱電轉(zhuǎn)換效率。鉛基反應(yīng)堆還有一個更大的遠(yuǎn)景好處，相關(guān)的鉛鋰合金是未來研發(fā)聚變反應(yīng)堆的關(guān)鍵技術(shù)之一。
因此除了中國之外，俄羅斯、美國、日本、韓國等國都在研發(fā)自己的鉛基反應(yīng)堆，而且從研發(fā)的水平上來看，中國并不占優(yōu)勢。例如俄羅斯本來就是鉛基反應(yīng)堆的開拓者，其準(zhǔn)備開發(fā)研制的兩型鉛基反應(yīng)堆，熱功率分別為300和700兆瓦，遠(yuǎn)大于中國鉛基實(shí)驗反應(yīng)堆CLEAR-I的水平，而韓國準(zhǔn)備研發(fā)的鉛基反應(yīng)堆熱功率也在40兆瓦，而日本更是和俄羅斯展開合作積極研發(fā)相關(guān)技術(shù)。
可以說，如果中國不在相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行研發(fā)，就會在第四代核電領(lǐng)域，與其他先進(jìn)國家的差距會進(jìn)一步拉大。而在關(guān)系全人類未來的聚變反應(yīng)堆上，中國也會喪失話語權(quán)。因此中國研制鉛基反應(yīng)堆不是研制“核電寶”這樣的噱頭，而是關(guān)乎到中國未來能源安全和國際戰(zhàn)略地位?，F(xiàn)在中國通過鉛基反應(yīng)堆的研發(fā)，突破了結(jié)構(gòu)材料、鉛鉍冷卻劑、燃料組件、氧測控(該技術(shù)是解決鉛基反應(yīng)堆冷卻劑管道堵塞問題的關(guān)鍵，曾經(jīng)被俄羅斯壟斷)等核心技術(shù)，成功研制出液態(tài)重金屬換熱器、驅(qū)動泵、換料機(jī)構(gòu)、控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)等關(guān)鍵設(shè)備，建成了世界上最大的液態(tài)金屬綜合試驗平臺研發(fā)鉛鋰合金冷卻劑，為中國未來聚變反應(yīng)堆研制奠定了堅實(shí)基礎(chǔ)。
圖片背景為大型液態(tài)重金屬技術(shù)綜合實(shí)驗回路，中國將很快能建造實(shí)體的鉛基實(shí)驗反應(yīng)堆
那么，如果中國將“核電寶”部署到南海，是不是會影響環(huán)境呢?首先民用的核反應(yīng)堆不是武器，肯定會有安全性上的考慮，再加上第四代鉛基反應(yīng)堆的特點(diǎn)，安全性比原有的核反應(yīng)堆要高得多。其次，美俄英法等國家都有核潛艇，美國法國還有核動力航母，這些核艦載反應(yīng)堆功率比鉛基反應(yīng)堆大得多、輻射污染水平大得多，安全系數(shù)差得多，如果要影響環(huán)境，這些戰(zhàn)艦都應(yīng)該退役。香港媒體不去聲討美軍核動力艦艇對海洋的污染而關(guān)心功率不到10兆瓦的中國新型反應(yīng)堆的所謂“污染問題”，到底是什么意思呢?
最后，世界上存在的核動力艦艇已經(jīng)證明，在保證一定安全標(biāo)準(zhǔn)前提下，所謂的環(huán)保要讓位于國家安全和戰(zhàn)略利益。中國南海是中國海洋利益的核心部分之一，且不說中國在南海部署微型核電裝置只是一個設(shè)想，即便是真的，這項工作也必須開展，因為這種先進(jìn)的能源裝置能大幅度提升我南海島礁的自給能力，對中國維護(hù)海洋權(quán)益有重大意義。
鉛基反應(yīng)堆并不適合應(yīng)用于軍用艦艇上
至于說將鉛基反應(yīng)堆應(yīng)用于潛艇、艦艇上，可能要讓很多軍迷失望了。因為鉛基反應(yīng)堆中鉛鉍合金密度高，因此在設(shè)備重量高、體積大，因此在艦艇上只能做小堆，適用于小型艦艇。使用鉛基反應(yīng)堆的前蘇聯(lián)著名阿爾法級核潛艇，排水量只有3000噸左右，盡管反應(yīng)堆具有反應(yīng)快、功率調(diào)節(jié)靈敏的的特點(diǎn)，但不適用于大噸位的潛艇和艦艇。盡管從技術(shù)角度來看，鉛基反應(yīng)堆十分適合3000噸左右的潛艇，是一種絕佳的終極AIP動力，但這種反應(yīng)堆造價高，有其是鉛鉍合金生產(chǎn)費(fèi)用高昂，因此在這類潛艇上并不劃算，性價比遠(yuǎn)不如現(xiàn)有AIP動力。
因此中國鉛基反應(yīng)堆更好的前景是在能源安全上，而不是艦艇動力，除非應(yīng)用于某些極少數(shù)特殊用途的小型特種船舶上，不大可能成為艦載核動力的主流。
