主题：聚变PK裂变 -- tojinge
- 复 跪谢科普
家园 氦气本身不带辐射 但是氦气里可能参杂着裂变产生的放射性气体。除非漏气，否则氦气不会轻而易举地进行更换。如果一定要更换，通常采用化学吸附剂将氦气净化。
反应堆的危险在于，如果出现不正常停堆，热循环被终止了，但是反应还在继续（如果压水堆控制棒失去电力，就失去了对反应的控制），热无法散出去，中心温度不断升高，就导致堆芯融化。福岛就是这种情况，因为断电导致泵停止工作，核反应堆内部温度上升，最后被迫注入海水冷却（注入海水冷却也要恢复电力才能做得到）。这个过程还伴随着因为堆芯融化，导致金属和水反应生成氢气，氢气引发爆炸。
而高温气冷堆一方面是功率密度低，可以通过对流散热，另外一方面用的是石墨，可以耐高温，同时实现负反馈作用，当温度上升时，反应就停止了。所以高温气冷堆安全度要高很多。
- 复 氦气本身不带辐射
家园 涂金哥，商讨~ 1）如果不停堆（控制棒、紧急停机棒）不能插入的话，余排系统是无法冷却堆芯保证安全的，一般余排系统的能力是正常功率的5%左右。所以，一旦发生失去强制冷却循环，必须停堆。余热依靠正常循环回路惰转、或者余排系统排出。
现代反应堆，不可能发生掉电后控制棒或者停机棒不能插入的情况，设计上都是掉电保护的。即使福岛的沸水堆控制棒是从下往上插入的，那次也是控制棒插入到位停机了。压水堆的控制棒是从上向下，掉电后可以重力落棒的。
2）气冷堆中的石墨是慢化剂，石墨的慢化性能最好，比水还好。但石墨的致命缺点：高温（300度以上）接触空气会燃烧，正反应系数。切尔诺贝利就是由于石墨的正反应性导致失控的。所以，气冷堆的安全性一是靠低功率密度，二是TRISO燃料球。
- 复 涂金哥，商讨~
家园 我查了一下 1）福岛有一根控制棒是被卡住了，所以无法下落。但是这不是导致堆芯融化的根本原因。这点你是对的，呵呵我没仔细看福岛的事故前后，控制棒设计时是考虑自动下落的。压水堆的余热确实无法自动排出，必须依赖外界电源供应，这是它堆芯融化的原因。
而高温气冷堆遇到第一种情况控制棒被卡住，可以实现由于温度上升自动停堆。第二种情况，高温气冷堆由于功率低和高热容自动散热，可以不需要厂外救援。当然高温气冷堆也配置了主动冷却系统。
顺便说一下，高温气冷堆也是有控制棒的，也是通过控制棒来停堆的。
2）切尔诺贝利是设计失误，相当于裸奔。我看到的资料里没有人探讨石墨遇到大量空气会怎么样，少量的空气就与石墨反应了，会给自动停堆留下时间。大家主要探讨的是水蒸气通过热交换进入与石墨反应，由于高温气冷堆处于欠慢化状态，所以水蒸气导致慢化效应加大最后是停堆。反应引发的空气膨胀带来给反应壳的压力，应该经过计算和模拟实验的。
TRISO虽然会加一层SiC保护，但是高温气冷堆炉壁是石墨块堆砌成的，另外TRISO球有一定的破损率，反应堆内应该到处都是石墨。所以空气或者水蒸气进来后，是不缺石墨与它反应的。
- 复 我查了一下
家园 再来，真理越辩越明 1）福岛有一根控制棒是被卡住了，所以无法下落。1）福岛的堆型是沸水堆，上面的空间被蒸汽发生器占据了，控制棒系统不在上面，在下面，是插上去而不是插下来，也不能使用重力落棒。
2）控制棒设计有冗余以确保停堆深度，所以发生一根棒无法插入不会导致无法停堆。
另外，除了控制棒以外还有紧急停堆棒，只要有一套系统工作就能确保停堆。而且都有冗余以确保某个棒不能插入导致无法彻底停堆。
这两套系统还要求原理不同以避免同因故障。
另外，还有第三套方案，如注入硼水。
所以，现代反应堆发生不能停堆的故障基本上可以算是超基准设计事故了。
但是这不是导致堆芯融化的根本原因。压水堆的余热确实无法自动排出，必须依赖外界电源供应，这是它堆芯融化的原因。如果余热能够“自动”--不依赖于外界动力而是依靠自然作用--排出，那就是具有“本征安全性”了，二代堆是不具有这个特征的，AP1000这样的三代堆其实也不具备“本征安全”性，因为它的大水帽对堆芯来说仍然是个外设，堆芯本身不具备“本征安全性”。
所以，二代堆、三代堆仍然依赖主泵惰转、外部动力等来进行余热排出。
福岛就是没有在水位下降后没有及时补水导致堆芯无法足够冷却进而发生燃料元件熔毁、产生氢气的。更可怕的是，它用的是MOX燃料。
而高温气冷堆遇到第一种情况控制棒被卡住，可以实现由于温度上升自动停堆。第二种情况，高温气冷堆由于功率低和高热容自动散热，可以不需要厂外救援。当然高温气冷堆也配置了主动冷却系统。顺便说一下，高温气冷堆也是有控制棒的，也是通过控制棒来停堆的。
1）前面说过，控制棒有用于正常停堆的控制棒、紧急停机的停堆棒，而且是具备单棒故障冗余的不同驱动系统以避免同因故障，所以，现在在进行安全性分析时把无法落棒（达到停堆）可以作为超设计基准故障。
2）低功率密度是高温气冷堆的本征安全性，再加上温度余度（极限温度-正常工作温度）高--不是高热容，气体热容不高，所以其安全性比目前压水堆好。
3）控制棒的问题，前面说过了。
切尔诺贝利是设计失误，相当于裸奔。“裸奔”这个词用在这里很恰当，但不是设计的问题，是为了试验把保护系统关闭了导致了“裸奔”。而试验时未考虑小功率情况下石墨的正反应性，导致堆功率突然失控上升，石墨高温燃烧，爆炸（化学爆炸，不是核爆炸，反应堆无法达到核爆）
最后，关于水、空气与石墨的关系，不同堆情况不同。
但在高温空气环境中，石墨（碳）是会燃烧的，这个必须考虑。
家园 呵呵越挖越深 高温气冷堆是高热容，主要说的是石墨的热容高。
切尔诺贝利确实设计也有问题。引用别人的文章“从安全角度看,PBMK型反应堆最大的问题在于其空泡正反应性系数。此外, 堆的反应性余量不足, 控制棒从最高位置开始下落时有一个反应性增长区, 以及反应堆没有有效的围封(安全壳) 等, 都是在设计上直接与此次事故有关的缺陷。”
没有安全壳可以视为是裸奔了。
- 复 呵呵越挖越深
家园 呵呵~对，我忘了没安全壳这事了 切尔诺贝利那个堆是水冷-石墨堆、没有安全壳~
提起反应堆，总不会忘掉安全壳，没有安全壳反而容易忘掉
这个堆型设计确实太坑爹了，双重正反应性
竟然敢关掉保护系统做试验
毛子胆子真大，熊胆！
- 复 呵呵越挖越深
家园 有查了一些资料补充一下 切尔诺贝利爆炸是因为石墨慢化水冷，随着温度升高反应加剧，然后产生热量加热水蒸气和空气导致爆炸发生。石墨被炸开后，在空气中燃烧（实质是氧化而不是燃烧）。所以石墨燃烧不是原因，只是一个后果。
石墨是不能燃烧的，只能氧化。：）。氧化温度也是很高的，需要2000度，高温气冷堆在失稳下也是达不到这个温度的。煤炭燃烧是因为有杂质，在加热的情况下杂质汽化，产生燃烧反应。而石墨是高纯的，所以不会燃烧，只会氧化。想想也是，碳纤维估计也是这样的，否则用它做飞机的结构和火箭外层，岂不引入了炸弹？石墨还可以被制作成耐火砖。
高温气冷堆是随着温度升高而反应下降，这个和切尔诺贝利完全不一样。而切尔诺贝利也不是因为石墨导致的爆炸。所以不用担心石墨燃烧问题了。
大块石墨没有燃烧问题，但是石墨粉尘确实有爆炸的可能。不过这个需要与空气充分接触，在高温气冷堆里的密闭条件下是很难做到的。
- 复 不用客气，瞎聊
家园 中方不是想再放大吗 干脆直接做CAP1400吧
家园 AP1000没搞定，CAP1400也有问题呀 我估计华龙一号也有问题，都用了屏蔽泵。
家园 华龙一号的合同都签了，到时候出了问题如何是好？ 昨天，中国-阿根廷核能合作协议在两国元首的见证下签署，这标志着中国自主三代核电技术首次成功出海。阿总统克里斯蒂娜称，阿根廷四号核电站需要投资58亿美元，五号核电站需要投资70亿美元。
据中核集团微信公号中国核能透露，2月4日，国家能源局局长努尔·白克力与阿根廷联邦计划、公共投资与服务部部长胡里奥·德维多签署了《中华人民共和国政府和阿根廷共和国政府关于在阿根廷合作建设压水堆核电站的协议》。中国核工业集团公司与阿根廷核电公司作为双方授权企业将负责协议的具体实施。根据协议，华龙一号核电站将落户阿根廷。
国家主席习近平4日表示，要建设好现有的铁路和水电站等重点项目，积极开展基础设施建设、农业、能源、矿产、装备制造等领域合作，将核电作为下阶段重点合作领域加以推进。
国务院总理李克强上月28日也指出，加快铁路、核电、建材生产线等中国装备“走出去”，推进国际产能合作、提升合作层次。
家园 应该没啥问题 大面上应该没问题，只是一些细节问题。做好实验再开工就成了。再说拉美国家办事效率低下，不知道会拖到什么时候呢。
