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杂谈
前面说到中东和北非的乱局，导致世界能源市场的动荡。
对很多人来说，尤其是华尔街的人来说，你利比亚杀来杀去，死它几百万人，人家都不太在乎。因为利比亚对全球能源的影响，并不是决定性的。
真正对世界能源有影响，那就是沙特动荡。按照华尔街的说法，如果沙特动荡，那么你就要考虑一下石油2百美元一桶，会对经济有什么影响。
当然如果你对计算感兴趣的话，那就要多用一些数字。华尔街的建议，是你应该一直算到5百美元一桶的价格。
其实要摆脱对中东和北非石油的依赖，除了俺建议的开拓周边国家的石油能源，比如说南海和东南亚等等，或者说增加天然气的运用之外，还有一个办法，就是要加大核能的比重。
但是在这次日本经历的大地震中，现在碰到的一个大问题，就是日本福岛第二发电厂出现了可能的核岛熔化而出现核泄漏问题。
这个估计会对中国的核能利用产生不是负面影响。
因此这个系列，就是想对大家进行核能运用的初级科普，免得大家被“有良心”的XX学家们，给卖了拐了。这个XX，可以是历史、金融、经济、地震等等，这个你懂的。
福岛第二核子发电厂，总共有4个反应堆。这次出了问题的第一反应堆，和开始要出问题的第三反应堆，是东芝的产品。第二反应堆和第四反应堆，是日立的产品。每个反应堆的发电量相同，都是110万千瓦，分别在1982年、1984年、1985年和1987年，上网发电。
这些反应堆的设计，都是一样，是BWR-5型。
在核能技术上，大家可能都听说过重水堆和轻水堆的区别。其实主要的不同，就是你用来做中子减速器的东西不同。一个是含有氧化氘的水，称为重水，一个是不含氧化氘的水，称为轻水。
这两种方法各有所长，但是重水的一个主要功能，就是发电之后的副产品，是可以用来制造核子武器。而轻水堆，就不会有这个担忧，因此是很多民用核能的主要选择。
在轻水堆中，大概是两大类型。最常用的一种，叫做PWR，也称为加压堆。而日本福岛的是另一种类型，也称为沸腾堆。
其实这两种类型差距不是特别大。要理解这个，你要知道，所有的核能，你必须有一个东西，叫做反应堆。这里就是你的核燃料在这里进行核裂变。对这个反应堆的理解，就是说里面有核燃料，再加上控制棒等等，来进行可控制的核反应。
那么在核反应之后，产生了大量的热量，你必须把这个热量给带出来。那么所谓轻水，就是靠水泵给打进去，然后在反应堆里面，变成了蒸汽，在输出来。
压力堆和沸腾堆的主要区别，就是沸腾堆的轻水，是会沸腾的。而压力堆，是靠压力保持高温，是不需要沸腾。
那么这个蒸汽出来之后，通常是通过两级的涡轮机，先是高压涡轮机，然后压力降低的蒸汽，就通过低压涡轮机，来产生转力。
那么这个转力，出来干什么呢？有两个用途，一个是接上发电机，用来发电机。
另一个功能，就是接上螺旋桨，作为交通工具的动力。现在的用处，基本上是两个地方，一个是核动力航空母舰，一个是核动力潜艇。
所以从理论上来讲，你的核反应堆，如果可以做到微型、安全、常温常压运行等等，你是可以搞核动力飞机、核动力汽车，或者搞一个居住小区的核电小站。
估计看到这里，有不少人屁股开始坐不住了，呵呵。
回到日本福岛的问题，就是你轻水堆里面的轻水，其实是一个内循环。就是推动完涡轮机之后，这些蒸汽就进了冷凝器。这里就必须进行另一个热交换，就是另外一个冷水，就将这些蒸汽的热能带走，然后人家蒸汽，又变成了液体，再通过水泵，给打进反应堆去，如此往复，以至永远。
那么这个第二次热交换的外循环，在福岛就是用了海水来实现的。
好了，等到地震了，就出现一个问题，那就是电力中断。这个问题，一出现，就使得你抽海水进行外循环的水泵，和将液体轻水推到反应堆的水泵，都不工作了。
那不是应该有后备发电机吗？是的，后备的柴油发动机是工作了一下子，就是几分钟吧。结果就是海啸来了，把柴油发动机给水淹七军了。这个时候，最后的电池，就开始发力了。
可是这个电池只有8个钟头的力气，这样的话，慢慢就没有办法去冷却反应堆了，这个时候反应堆里的温度越来越高，到了不可控制，那就要熔化了。一熔化，气体在里面一爆炸，反应堆的金刚壳子一化掉，那么核辐射就飘出来了。
而且一飘，就可能飘过太平洋到美国来。现在日本的最后一招，就是灌海水进反应堆，看可不可以把核燃料给冷却下来。
如果看一下第二代核电的表现，现在只发生了三场大事故，分别是1979年美国的三里岛、1986年苏联的切尔诺贝利，和日本福岛的这次事件。
虽然说数量上比较安全，但是因为大家都是谈核色变，一个事故的危害程度也比较大，因此如何搞出新一代的技术，就是说核电站第四代，是各国努力的方向，而中国在这方面，也加快的研发步伐，和投注了大量资金。
可以说大概从2020年到2030年，应该是这些技术开始成熟，可以运用的时间段。
闲话72：自作自受兼害己害人
今天看到日本的福岛第一电厂，终于接近全面核融化了。
首先要说明的是，这次的核子大灾难，不仅仅是天灾，而是人祸。
日本核工业的信用本来就非常差，之前的二十来年，发生了至少三到四次核事故，但都被利益集团，加上日本的政府和媒体，一起给捂盖子捂住了。
这几天逐渐透露出来的不完全的信息，其实后备的柴油发电机并不是被海啸给灭掉了。而是在设计中，这些反应堆的备用电力交换器，就是当正常电力失常之后，后备电力转换上来的设备，是建在最低点的。
而日本用来保护这些电力设备，靠的是防水墙。结果地震之后，防水墙裂了，海水就灌了进来。
所以后备发电机运作了不到1个钟头，在海啸还没有冲来的时候，就已经挂掉了。
这之后，靠消防车直接往反应堆里面灌水，因为温度很高，而且压力大，这种做法已经被不少核子专家质疑，是否有用。不过大家，都不好意思公开宣称无用，以免引起不必要的恐慌。
在这个时候，海水进去，马上就蒸发，就必须另一头放含有核辐射的蒸汽出来，减低压力，以便于更多的海水打进去。
这个是发生在一号堆和三号堆的事情，就是虽然发生了氢气爆炸，但是还没有迫在眉睫的危险。
可是二号堆，就没有这么幸运了。一个泄漏蒸汽的阀门失灵了，导致海水进不去。另一个可能，就是这个堆的底部已经有了裂口，导致海水泄漏出来，水平面上不去。
总而言之，二号堆恐怕是已经全部溶解了，日本已经开始撤退抢险人员。这么看来，其他两个堆，没有人抢救，也会全部溶解。
最要命的是，日本人采取了燃料，不是大家通用的铀，而是铀和钚混合体。这样做，增加了安全危险。
其实这也是日本一直灭而不宣的“和平核能”政策，就是通过所谓和平的利用核能，日本名正言顺地生产和储存了可以制造几千颗原子弹的钚，再加上日本的技术，可以快速地安装原子弹，用来制衡它认为有威胁的国家。
其实说到底，日本人的这种算盘，和伊朗现在干的事情，是差不了太多的。
当然主要区别，就是人家伊朗人选择的地方，可不是强地震地带，也不是强海啸地带。
而现在这几个反应堆出现彻底融化之后，会对日本东京地区带来什么样的核辐射影响，是一个令人担心的问题。
谈到这个问题，自然不能回避中国的核安全问题。
中国现在运行的核电站有两个，一个是在广东的大亚湾，其实是两个核电站。一个是大亚湾的两个机组，一个是岭澳的4个机组。这些机组采取的是法国的压力堆和 英国的常规岛设备，是属于三代核电技术，比日本这次出事情的二代要安全不少，毕竟是经过了美国三里岛和苏联切尔诺贝利的事故之后，大家吸取经验，进行了改 进。
另一个是在浙江的秦山核电站，是中国利用的压力堆的技术自己研发的。
现在进行建设的，就有山东位于青岛北部的海阳核电站两个机组，和浙江唯一宁波南部的三水核电站两个机组。这四个机组，是用了美国的西屋的AP1000技术，是属于三代半的技术。
另外就是位于广东台山的两个机组，是用了欧洲的EPR技术，也是最先进的三代半。
中国的核电站，选址和日本非常不同，是绝对不能在地震带上面。
其次就是因为太平洋岛链的屏蔽作用，中国沿海基本上没有太大的海啸威胁。
不过话也不能说得太满。俺自己的估计，现在中国已经运行和正在建设的核电站，估计没有考虑到飞机撞击的因素，而这个因素，其实应该好好考虑。
毕竟自从美国的911事件之后，劫持民航机，来撞你的核电站，是一个非常现实的安全隐忧。如果借助这次日本核辐射的事件，引发中国政府对此的重视，当为好事。
另外在日本的这个核灾难中，大家其实中了调虎离山之计。
因为真正危险的东东，并不是核燃料的彻底溶解。
当然这个也是问题，但是更要命的是，燃烧过的核废料泄漏，更要命。
美国长岛的布鲁克黑文国家实验室，在1997年的时候，做过核废料泄漏的模拟。得出的结论是，一次严重的单个反应堆泄漏，导致的结果是在500英里的区域内，立即死亡的人数，会达到100人，而最终导致的综合死亡人数，是13万8千人。
而整个受到辐射影响的区域，是2170英里，最终的经济损失是5460亿美元。
这个研究用的反应堆模型，就是日本现在出事的沸水堆。
日本福岛第一电厂的4、6和6号反应堆，因为维修，在地震发生的时候并没有运作。但是因为这些核废料需要放在水池里面，靠冷却水继续冷却。而这一次，因为整个冷却系统失灵，第四号反应堆的水干了，人家自己发热着火了。
因为这个水池，通常是在最高的地方，这一次1、2和3号堆，都发生了爆炸，把建筑物的顶给掀翻了，所以这些核废料都可以直接接触大气。
当然这些核废料多快时间开始发热，也要看数量的多少，和新旧程度。如果比较新的话，那么几天到一个星期，就会变热，然后一个星期后，就危险了。
不过日本人对这些核废料的情况如何，现在是守口如瓶。
闲话73：再谈核电站
上一篇出来之后，受到了不少读者的质疑，因此这一篇对核电站继续讨论，并更正前面不正确和不准确的说法，毕竟俺和大家一样，都是大老粗，因此同时学习。
首先说一下日本的钚。有读者认为，日本的钚大部分是钚240，不适合用来做核武器。
通常的话，当你用铀238这种非常普遍的核燃料来进行反应的话，如果是吸收了一个中子，那就变成了钚239，然后再吸收一个中子，就变成了钚240。
那么钚239是做原子弹的好材料。通常如果你的钚之中，只含有7%的钚240，但是含有93%的钚239的话，就是最理想的材料。这个水准，通常称为武器水准。
如果钚239的含量，是在80%-93%之间，那么就是燃料水准，低于80%，就是反应堆水准了。
那么从钚239到钚240之间的产生方法，其实没有多大区别。主要就是你燃烧的充分度如何。
你燃烧得越充分，变成钚240就越多。而燃烧得不充分，那么变成钚239就越多。
当然如果你的目标，是要产生电力，那么当然是越充分越好。而如果你的目标，是要产生核燃料，自然就不要那么充分，这个不是太难以理解的事情。
那么就算是在现在的轻水堆里面，如果你出了一个轻微的“事故”，比如说燃料通道受阻了，那么你现在的燃料棒就要提前换了。这个时候，把没有烧完的燃料棒拿出来，再换新的进去，啊，一不小心，居然俺就有钚239了。
这个是不小心搞出来的哦，不要怪俺不地道。你懂的。
当然后来美国发明了一个办法，就是俺把钚239加工一下，混到铀里面去，就成了混合燃料，也成为MOX。这样不就解决了问题吗？
确实这样放进去一烧的话，那么就把浓度烧得更低，烧到60-70%左右，就更没有可能搞原子弹了。
可是这个决定引起了不少反核子扩散的专家的反对。因为本来钚239是作为军事用途，因此其国际监管是很严格的。那么一旦你把它给开发成为民用的商业用途，那么就会带来管理松弛的局面。
本来说是，你有多少钚239都是要报案的，现在好了。俺有多少吨不见了，哪去了？哦，混成MOX，运到日本去了。所以从文字上面是很清晰的。
可是谁知道你真的把它给混成了MOX？你要是装模作样的运走了，然后人家拿回国，找一个地方偷偷地放起来，然后说，哦，那些MOX，这个星期已经烧掉了。不信？拿一点烧过的东西给你看一看？
所以防扩散专家们是很担忧这样的事情发生的。
当然这个还是从其他国家，比如说美国和法国进口MOX的事情。如果人家自己国产化了，你又从哪里去追踪？
比如说日本和美国秘密签订的核协定，两国政府几十年来一直都在否认，不是最近在不得不承认，是有那么一个违法日本宪法的东东存在？
所以说日本在地震多发高危险地带、海啸高危害地带，搞出这么多的不安全的核电站，出了解决能源问题，不顺便考虑一下变成一个事实核子武器国家，就是说不用立即有原子弹，但是有足够的核材料和足够的技术，可以一晚上就把核武器装配出来，那才是大傻瓜呢。
当然如果你可以搞得安全一点，大家也无话可说。因为除了你的主子美国之外，也没有谁想着用原子弹砸你。
但是你自己搞不安全的核技术，比如说日本的东京电力公司，搞出来的核事故，也不是一次两次，更不是一年两年，倒最后害了自己，还要害别人，就由不得大家要骂你了。
而且这一次的1号和3号堆，还可以赖人家海啸（其实不关海啸的事情），那么2号堆和本来没有运作的4号堆，都是人为的最低级的错误，这个不赖你赖谁？
其实日本选择用的沸水堆，本身设计上安全就有问题。
这种设计，叫做Mark一号，是有美国通用电气公司于1960年代设计出来的。和压力堆的最大区别，就是这种设计的安全壳，远远比不上压力堆。而且在紧急状态下出问题，也是众所周知的事情。
这个结论，就是一旦冷却系统出了问题，那么安全壳（Primary ContainmentVessel）就会被过热的燃烧棒烧穿。
当时提出这个质疑的专家，叫做StephenHanauer，是美国原子能委员会的安全委员。他于1972年建议把这个类型的反应堆给关掉算了，因为其安全太成问题。他的忧虑，是因为这个类型的安全壳太小，而且里面的氢气会爆炸。
然后在1980年代中期，大家又开始了鼓噪。另一个专家HaroldDenton得出结论，这种类型的反应堆，如果燃料棒熔化的话，90%的机会将爆掉。
当然通用电气否认了这个结论，不过在1980年代泄漏出来的1975年的内部公司文件，表明这种安全壳的设计，并没有进行足够的实验，而且通用电气内部的结论，也认为这个设计有问题。
当然美国现在大概有23个这种类型的反应堆，分布在16个核电站。其中一些接近人口中心，比如说新泽西的OysterCreek，芝加哥的Dresden，和明尼阿波利斯的Monticello等等。
不过美国人在自己的专家鼓噪之后，虽然口头上死不认帐，但是还是悄悄地做了多次改进。
这次出了日本这个事故之后，这些核反应堆的命运如何，有待观察。但是就希望美国的紧急处理人员，不能像日本的这次这么脑残才行。
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狗仔卡
发表于 17.3.2011 07:14:04
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