世界首个“防熔毁”核反应堆通过安全测试

中国清华大学通过关闭电源，让被动系统保持对堆芯的控制，展示了首个运行的商用球床核反应堆的内在安全性，这在世界上是第一个。

压水反应堆（PWR）等较旧的核反应堆存在设计缺陷，在紧急情况下需要采取积极措施将其关闭，安全系统需要电源来运行循环冷却剂的泵。此外，这些冷却剂也可能有自己的问题。

这也是2011年福岛核灾难比预期更严重的原因之一。该核电站不仅是一个过时的20世纪70年代设计，即将被逐步淘汰，而且它及其三个反应堆都遭到了远远超出其工程参数的地震和海啸的袭击，并摧毁了备用柴油发电机。雪上加霜的是，周围地区的破坏和瓦砾使应急人员无法及时赶到工厂，以防止由于冷却水分解成氢气和反应堆堆芯熔毁而发生化学爆炸。

第四代反应堆，如山东石岛湾核电站高温气冷（HTGR）球床反应堆，是由清华大学、中国华能集团和中国核工业集团公司建造的，这是不同的，因为它们的设计旨在本质上是安全的。事实上，工程师们自信地宣称，球床反应堆不会熔毁。

与压力容器内循环水冷却的燃料棒不同，球床反应堆本质上是一个巨大的非加压漏斗，里面装满了由多层浓缩铀燃料、充当慢化剂的碳和碳化硅涂层制成的球形鹅卵石。此外，冷却剂是氦气，它在化学上是中性的，在低温以外的任何温度下都保持气体状态。

鹅卵石可以承受高达1600摄氏度（3000华氏度）的温度，尽管反应堆堆芯无法达到更高的温度。当泵关闭时，来自鹅卵石的热量会使氦气自然循环，鹅卵石的高表面体积比意味着热量损失超过热量产生。

当涉及到核反应时，反应堆的自我调节也有帮助。当反应堆温度升高时，燃料中的原子运动得更快，产生一种叫做多普勒展宽的效应，其中中子以不同的速度运动。这意味着燃料将吸收更多的快中子，留下更少的中子来维持反应。温度越高，反应就越窒息。

简而言之，它不会融化。

这不是一个新系统。它以德国AVR核电站为基础，后者运行了21年，并进行了与中国反应堆相同的安全测试，只不过前者是一个实验反应堆，而石岛湾的这个是世界上第一个商用球床反应堆。在这两次测试中，当核心运行时，电源被关闭，被动安全功能接管。

在石岛湾试验中，两个球床反应堆与一台210兆瓦的蒸汽轮机相连，它们减缓了自身的核反应，并保持了安全温度，堆芯在几分钟内关闭。反应和温度在35小时内稳定下来。此外，核燃料也没有变质。

如果朋友们喜欢，敬请关注“知新了了”！