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地球
小行星

核里的宇宙

the universe in a nucleus

漢字「文案」是指古代官衙中掌管檔案、負責起草文書的幕友,亦指官署中的公文、書信等;在現代,文案的稱呼主要用在商業領域,其意義與中國古代所說的文案是有區別的。

如此來電

火電

火電

燃燒煤、石油、天然氣,將化學能轉化為熱能,驅動蒸汽,推動渦輪發電。

優點:發電穩定,便宜,可以建在任何地點。

缺點:產生大量二氧化碳和其它污染物,能量轉化效率低,燃料消耗量大,運輸成本高,供應和價格不穩定,長遠來看不可持續。

傳統大水電

傳統大型水電

用水流直接驅動渦輪發電。

優點:發電量大,便宜,無直接污染和碳排放,調節水利。

缺點:壩址和發電總量有限,可能威脅河流生態,會受到干旱影響。

新型可再生能源

新型可再生能源

風能,光能,潮汐能,地熱,生物質等等。

優點:發電時無碳排放,合理設計選址則對生態影響極小。

缺點:昂貴,占地面積大,大多不穩定或不可預測,難以成為主力,還會降低其它電力的經濟效益

核電

核電

通過受控的核反應,將核能轉化成熱能,驅動蒸汽,推動渦輪發電。

優點:幾乎無碳排放,正常運轉時幾乎無污染,發電量大且穩定。

缺點:用過的核燃料需要專門存儲和回收,部分技術落后的核電站有安全隱患。

其他可再生資源

其他可再生資源

生物燃料

生物燃料

煤

石油

石油

天然氣

天然氣

核能

核能

水利

水利

世界總能源來源

核電是世界主要國家的能源支柱

核電占能源比重單位:%

美國 法國 中國 俄羅斯 韓國

供電量13.8GW。6個核電站,17個反應堆,幾乎全部為壓水堆,還有32個反應堆在建。我國能源結構過度依賴火電,78.58%的電力來自火力發電。

核電vs火電

火電

一座沒有配套環保設施的
燃煤發電站(600兆瓦)每年運行

排放

中國目前的煤電,相當于上千座這樣的電站。

一座核電站運行時

至少30年數據表明對野生動物無不良影響,80公里范圍內居民遭受約0.09微西弗額外輻射

核電站建設本身會帶來碳排放,在考慮到核電站運行的全部周邊成本之后,核電站的二氧化碳排放量是5克/千瓦時。相比之下,典型的煤電站僅運行排放就高達900克/千瓦時,而典型的天然氣電站則為400克/千瓦時。

核電U未來

技術未來

技術未來

  • 模組化小型堆

    靈活、系統、批量生產、可拼裝組合的小型反應堆,更加安全,更便于借鑒設計經驗。

  • 增殖反應堆

    將原本用途不大的U238轉換成可用的核燃料。

  • 可控核聚變

    向太陽學習,拋棄不易處理的放射性重核素,使用完全清潔的核聚變發電。

安全未來

安全未來

  • 更加嚴格的安全規范

    充分吸取福島、切爾諾貝利以及之前所有其他小型安全問題的前車之鑒。

  • 自動化程度更高的控制系統

    增加對人為錯誤的容忍程度。

  • 更有效的被動安全措施

    就算失去了能源和自動化系統也能保證安全。

公眾未來

公眾未來

  • 更加公開透明

  • 更廣泛的社區利益回報

  • 更多的全社會知識普及

輻射很可怕嗎?

我們日常生活里常常會不可避免地接觸到微量的電離輻射。和這些數字相比,核電站正常運行的輻射微乎其微,即使是發生了事故,也只有最嚴重的事故才會產生可見的影響。

輻射單位:微西弗( μSv)  數據來源:xkcd.com

打手機:0照一次牙齒透視:5正常環境下一天的背景輻射:10三哩島事故對周邊16公里內居民的最大影響:1000

在別人身邊睡一晚上:0.05坐飛機橫跨美國:40福島事故后兩星期內周邊20公里居民的最大影響:40000

在核電站80公里范圍內居住一年:0.09福島事故后兩星期內對周邊20公里居民的平均影響:1000

吃一根香蕉:0.1福島事故對東京居民的影響:40正常環境下一年的背景輻射:4000明確增加癌癥風險的一年輻射量:100000

在煤電站80公里范圍內居住一年:0.3三哩島事故對周邊16公里內居民的平均影響:80可導致輻射病的短期劑量:400000

福島事故后兩星期內對福島市政廳居民影響:100切爾諾貝利事故后30公里內居民遷出之前的最大吸入劑量:150000

核電站一年內按規定最多能排放的輻射總量:250可能致命的輻射短期劑量:2000000

無藥可救的輻射短期劑量:8000000

核電危險嗎?

正常運行的核電站很安全。核電站可能發生事故,但它的安全性和飛機的安全性十分類似——雖然一次大型事故會帶來大量公眾關注,但平均起來其實更安全。

每10億公里旅程死亡: 3.1人 0.05人
每10億小時旅程死亡: 130人 30.8人
核電危險嗎? 飛機

核電事故

民用核電站50年來在32個國家累計運行14500個反應堆年,共發生重大事故3次。

三里島事故

三里島事故

時間:1979年3月28日

核反應堆:壓水堆

事故原因:機械故障導致冷卻劑丟失,操作人員缺乏訓練做出了錯誤判斷,沒有及時補救,導致反應堆部分熔化。溝通不暢導致周圍大批民眾恐慌撤離。

結果:無人因輻射死亡。癌癥發病率無可見增加。

切爾諾貝利事故

切爾諾貝利事故

時間:1986年4月25日

核反應堆:石墨堆

事故原因:測試系統過程中工作人員操作嚴重失誤,導致反應堆功率急劇上升并爆炸,將大量核燃料釋放到大氣層中。用作減速的石墨被點燃,增加了放射性粒子的排放。

結果:28人因輻射病死亡,9名兒童因甲狀腺癌死亡,預測周邊數百公里內多種癌癥發病率上升。

福島事故

福島事故

時間:2011年3月11日

核反應堆:沸水堆

事故原因:遭遇地震而自動關閉,但是因為之前忽視海嘯風險,冷卻系統遭遇海嘯而失靈。堆芯部分熔融,高溫產生的氫氣隨后爆炸,部分損壞了安全殼。輻射以氣體和應急冷卻水的方式泄露。

結果:目前尚無人因輻射死亡,預測周邊幾十公里內癌癥發病率小幅上升。

每生產1萬億千瓦時(TkWh)能源,導致的死亡人數

包括開采和使用過程導致的直接死亡,和間接的流行病死亡

我們今天是如何保證核電的安全的?

經過30年的發展,我國核電站充分吸取了歷史上的經驗教訓。安全措施的響應速度大大加快,用水作為減速劑杜絕了石墨燃燒可能,安全殼設計使得堆芯故障也不會把輻射泄漏到周邊環境,選址也考慮到了各種自然災害風險。今天的中國實際上不可能出現類似切爾諾貝利和福島的嚴重事故。

核電站壓水堆簡圖

以大亞灣核電站使用的壓水堆為例

1.常規防護

核電站正常運作時的防護設計

雙重循環回路,核燃料不接觸發電蒸汽,發電蒸汽又不接觸冷卻水,確保正常運行的核電站輻射泄漏低于環境背景。

反應堆外有安全殼,將整個堆包裹在內。

2.主動安全

出現事故時需要動力來實現的補救措施

鎘制固體控制棒,吸收中子,可以快速放入,阻斷反應進行。

硼酸作為控制液,也可吸收中子,出現緊急情況時可注入。

緊急冷卻系統可以在溫度上升時提供冷卻。

以上一切均可由備用的柴油發電機和電池組提供動力。

3.被動安全

純粹依靠物理定律發揮作用的補救措施,就算喪失一切能源也可完成

懸空控制棒,依靠電磁鐵吸在反應堆頂部,一旦失去電力,自動落下,阻斷反應。

高壓水減速劑,當核心溫度上升時,水中的空泡增加,中子減速效果降低,導致核反應速率下降。

水泥底殼,萬一以上手段都無效,核心部分熔融,放射性物質將落入下面厚數米的半圓形水泥底座,減緩擴散并便于封閉。

常規防護 主動安全 主動安全

你了解核電嗎?

對果殼網友的調查統計

(網友比重單位:%)

固體廢棄物

36% 的人認為

核電產業會產生大量固體廢棄物

實際上:核電唯一的固體廢棄物就是少量的乏燃料。這些乏燃料可以加工回收,可以在新型核電站里得到利用,也可以儲存起來。它們依然有放射性,但只要處理恰當就無危險。

化石燃料的能量

38% 的人高估了

化石燃料的能量

實際上:按單位質量計算,鈾的能量是標煤的270萬倍!煤燃燒只能利用電子的化學能,而鈾釋放的可是原子核內部的能量。

氣體污染物

20% 的人認為

核能發電會產生氣體污染物

實際上:核電站不涉及燃燒過程,不會放出任何二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物、固體顆粒物等污染。

你了解核電產業嗎?

對果殼網友的調查統計

(網友比重單位:%)

核電發電量

40% 的人高估了

我國的核電發電量

實際上:真的沒你們想象的那么多啦。還問我多少?去看【U內涵】的介紹啦!

核電發電量

25% 的人認為

只要進入核電站就必須穿防護服

實際上:核燃料深埋在大量的水當中,水是很好的輻射隔絕物,就算在裝著乏燃料的水池上層游泳,受到的輻射也遠低于日常背景輻射。何況這外面還有厚重的金屬殼和水泥層。核電站工作人員平常都不需要特殊服裝。

你怕核電嗎?怕什么?

對果殼網友的調查統計

(網友比重單位:%)

你怕核電嗎?怕什么?

5% 的人害怕

像原子彈一樣爆炸

40% 的人害怕

核事故造成全球災難

14% 的人害怕

核電站影響周圍居民

24% 的人害怕

核電站影響自然環境

你愿意了解核電嗎?

對果殼網友的調查統計

(網友比重單位:%)

你怕核電嗎?怕什么?

46% 的人

想要參觀核電站

34% 的人

想要視頻講解

12% 的人

想要見工程師真身

什么?
你還不知道你的豐度值?
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測試你的U含量

U問U答

為什么沒有像鋼鐵俠那樣的小型反應堆?
鋼鐵俠用的核聚變能目前還不成熟,而裂變反應堆的大小受到燃料臨界體積、輻射屏蔽層和控制系統等因素限制。銀幕之外,只有航天器的“核電池”能滿足一下極客的幻想了。
住在核電站附近要注意什么?
住在核電站附近,是不是就要天天吃咸菜補碘,出門穿孕婦防輻射服?其實核電站正常運行的時候輻射不會外泄,即使是在發生事故的時候,只要應對得當,健康都不會受到太大影響。

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