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因俄烏(wu) 戰火原因，烏(wu) 克蘭(lan) 境內(nei) 15座核反應堆處境令人擔憂。烏(wu) 克蘭(lan) 的這些反應堆都屬於(yu) 什麽(me) 類型？安全風險是否可控？

整理/新媒體(ti) 編輯 段大衛

據烏(wu) 通社報道，近日，烏(wu) 克蘭(lan) 紮波羅熱核電站附近因烏(wu) 俄交戰起火。紮波羅熱核電站新聞處表示，核電站並未發生火災，起火建築是位於(yu) 核電站附近的一處演習(xi) 訓練設施。

▲紮波羅熱核電站實時監控畫麵顯示，廠區內(nei) 發生火災（圖片來源：央視新聞客戶端）

▲烏(wu) 克蘭(lan) 核電站分布圖（圖片來源：BusinessInsider）

俄烏(wu) 戰事塵埃未定，烏(wu) 克蘭(lan) 境內(nei) 有多個(ge) 核電站及核反應堆。除了紮波羅熱核電站的6個(ge) 核反應堆以外，還有赫梅利尼茨基核電站的2個(ge) 核反應堆，羅夫諾核電站的4個(ge) 核反應堆，南烏(wu) 克蘭(lan) 核電站的3個(ge) 核反應堆。總共15個(ge) 活躍的核反應堆。這些反應堆都屬於(yu) 什麽(me) 類型？安全風險是否可控？

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核能發電誕生記

自人類誕生以來，我們(men) 便從(cong) 未停止過對能源的探索，煤炭、石油、天然氣、太陽能、風能。歸根結底，人類所利用的能源，幾乎都來自太陽。然而有一種例外，它是人類真正獨立掌握的，生產(chan) 能源的偉(wei) 大技術，它就是核能，大多數人並不了解它。核能的合理利用可以降低不可再生能源的損耗，也在一定程度上減少了環境汙染，目前我們(men) 能夠掌握並控製的是核裂變。

核裂變，也稱為(wei) 核分裂反應，是指由重的原子核（主要是指鈾核或鈈核）分裂成兩(liang) 個(ge) 或多個(ge) 質量較小原子的一種核反應形式。早在1938年，核裂變現象，就由德國科學家奧托·哈恩和他的助手斯特拉斯曼在實驗當中發現，由此拉開了人類利用核能的序幕。

當鈾235這種核素的原子核受到外來中子轟擊時，一個(ge) 原子核會(hui) 吸收一個(ge) 中子分裂成兩(liang) 個(ge) 質量較小的原子核，同時放出2-3個(ge) 中子，這些中子又去轟擊另外的鈾235原子核，引起新的裂變，如此循環往複，進行的就是裂變的鏈式反應。

鏈式反應最大的“優(you) 勢”就是可以產(chan) 生大量熱能，對於(yu) 現代人類而言，這種熱能最直接的作用正是發電。1942年，美國科學家費米等建成世界上第一座人工核反應堆；1954年6月，蘇聯在莫斯科近郊奧布寧斯克，建成了世界上第一座向工業(ye) 電網送電的核電站奧布寧斯克核電站。

隨後，各式各樣的核反應堆相繼建成，發電功率也越來越大。第一代核電站正式登上能源的舞台，核能以電力的形式走進了千家萬(wan) 戶。

作為(wei) 一種實驗性的技術，第一代核電站種類繁多。但在大多數情況下，它們(men) 都是利用高溫水蒸氣驅動汽輪機旋轉，進而帶動發電機產(chan) 生電能，與(yu) 常規的火電廠相差無幾。但不同的是，火電廠利用煤炭燃燒將水加熱。而在核電站中，則是利用原子核的裂變反應，提供足夠的熱量。

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核電站技術走向成熟

上世紀70年代，因石油漲價(jia) 引發的能源危機促進了核電的大發展。世界上商業(ye) 運行的四百多座核電機組絕大部分是在這段時期建成的，習(xi) 慣上稱之為(wei) 第二代核電機組。根據資料顯示，烏(wu) 克蘭(lan) 境內(nei) 運行的大部分機組是在這段時期建成的。經曆了第一代核電站的百花齊放，隻有少數幾種類型的核電站，在激烈的市場競爭(zheng) 中脫穎而出。

（圖片來源：中國廣核集團有限公司）

比如結構簡單、造價(jia) 低廉的沸水堆核電站。在這種核電站中，驅動發電機的蒸汽是由流經核反應堆的水直接沸騰產(chan) 生。但這將不可避免地攜帶放射性物質，進而汙染整個(ge) 回路，一旦泄漏比較麻煩。

於(yu) 是，結構複雜但更安全可靠的壓水堆核電站備受青睞。目前世界上應用最廣泛的主力堆型，依然是壓水堆核電站。數據顯示，目前全球範圍內(nei) 在運行的核電站共有440多座，其中大部分是輕水堆，我國投入運行並將建造的絕大多數核電站，也都是輕水堆型的。

壓水堆核電站是怎樣工作的？

核電站的工作原理並非複雜，以最常見的壓水堆式核電站為(wei) 例，用鈾製成的核燃料，在反應堆內(nei) 進行裂變並釋放出大量熱能；高壓下的循環冷卻水把熱能帶出，在蒸汽發生器內(nei) 生成蒸汽，推動汽輪機旋轉，從(cong) 而產(chan) 生電能。

高溫氣冷堆產(chan) 生的熱量，則是由氦氣冷卻劑帶走，具有安全性好、出口溫度高等特點；快堆核電站，直接利用快中子引起鏈式裂變反應，具有不需要慢化劑、體(ti) 積小、功率密度大等優(you) 點，是目前國際核能界最成熟也是最具發展潛力的先進堆型之一。

▲快堆核電站原理圖

如何把核能轉換成為(wei) 電能？

▲壓水堆核電站原理示意，其中核反應堆所在的一回路又被稱為(wei) “核島”，汽輪機等所在的二回路則被稱為(wei) “常規島”（圖片來源：星球研究所）

一般而言，壓水堆核電站有兩(liang) 個(ge) 回路，其中一回路是核電站最核心的地方，相當於(yu) 火電廠的鍋爐，核裂變反應在這裏發生以後，產(chan) 生了巨大的熱量，這些熱量將高壓水加熱到300℃以上。

因為(wei) 涉及放射性物質，為(wei) 了確保安全，核電站所使用的核燃料，外麵都會(hui) 包裹著特製的燃料包殼。整個(ge) 一回路係統，也被安裝在一個(ge) 叫安全殼的密閉廠房中，核電站圖片當中的“大殼子”就是這種封閉廠房，安全殼能夠在核電廠發生事故時，最大限度地保證公眾(zhong) 和環境不受到影響。

二回路係統是汽輪發電機係統。由蒸汽係統、汽輪發電機組、凝汽器、蒸汽排放係統、給水加熱係統和輔助給水係統等組成。二回路的水通過蒸汽發生器吸收了一回路蒸汽的熱量，使自身變為(wei) 飽和蒸汽，推動汽輪機發電，然後進入冷凝器，在冷凝器中冷卻後,再通過給水泵進入蒸汽發生器。

有時候核電廠將冷凝器的冷卻回路叫做三回路，這個(ge) 回路利用冷卻水源冷卻二回路的水，三回路會(hui) 將廢熱傳(chuan) 到環境中。

這樣一來，壓水堆核電站的發電廠房，能與(yu) 核反應堆完全分離，進而隔絕放射性物質，大大降低了設備檢修的難度。

▲“華龍一號”全球首堆福清核電5號機組現場（圖片來源：中國核能電力股份有限公司）

從(cong) 設備上來看，核電站的反應堆，相當於(yu) 火電站的鍋爐。並且在具體(ti) 方法上，也就是用核裂變產(chan) 生的熱量，將水“燒開”來推動汽輪機工作，將熱能轉換為(wei) 電能。

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壓水堆如何“壓”住風險

根據資料顯示，烏(wu) 克蘭(lan) 境內(nei) 的15個(ge) 核反應堆均屬於(yu) 風險較低的壓水反應堆。但作為(wei) 一個(ge) 大型輻射源，核電站一旦發生事故後果將不堪設想。

作為(wei) 一座合格的壓水堆核電站，是要具備相對完善的安全措施。

首先，是從(cong) 內(nei) 到外的三道實體(ti) 屏障。第一道屏障是包裹著核燃料的金屬管，它由耐高溫、耐腐蝕的鋯合金製成，以避免核燃料與(yu) 冷卻水接觸導致放射性物質外泄。

▲壓水堆核電站三道安全屏障示意圖（圖片來源：星球研究所）

第二道屏障是包裹著堆芯的壓力容器及管道，如果第一道屏障被突破，放射性物質也能被密封在回路當中。 第三道屏障是包裹著所有反應裝置的混凝土安全殼，即使堆芯熔毀，也可以保證放射性物質不會(hui) 釋放到環境中。除此之外，還有自動插入控製棒、快速“刹車”的緊急停堆係統，自動向堆芯注水、快速降溫的應急堆芯冷卻係統等，各類安全控製係統為(wei) 核電站的安全運行層層設防。

但這也並不意味著它們(men) 絕對安全。英國布裏斯托大學材料學教授湯姆·斯科特在接受《衛報》采訪時解釋說，如果冷卻能力受損，也依然可能造成不可挽回的後果。因為(wei) 反應堆關(guan) 閉後也需要數周時間冷卻，以去除堆芯的餘(yu) 熱。“冷卻係統依賴於(yu) 柴油發電機，因此對這些發電機的任何破壞，都可能導致類似福島的事故，令反應堆過熱，殘留的水變成蒸汽，熔化反應堆內(nei) 的燃料，並導致輻射釋放到大氣層中。”

當前，烏(wu) 克蘭(lan) 境內(nei) 的核電站未遭到攻擊，而未來將如何發展，尚不得而知。但不管怎樣，如果炮火降臨(lin) 到核反應堆上，核陰雲(yun) 恐怕要籠罩在地球上空了。

（綜合自北京科技報，新民晚報，星球研究所，中核集團，中工網，光明網等）

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