[发明专利]固有安全、防核扩散、和成本低廉的核能生产方法与装置

说明书

技术领域

本发明的提供了一种固有安全、防核扩散、和成本低廉的核能生产方法与装置。该方法采用一种“准液体核燃料”，由微小的包覆核燃料颗粒与高沸点液体载热剂混合制成。核反应堆的堆芯浸没于一个装满同种高沸点载热剂的大池底部，构成一个全密封式的地下反应堆系统。当该准液体核燃料以极低速度蠕动通过反应堆堆芯时，即产生裂变能，所生产的热能由高沸点载热剂载出，可用于发电及供热。该反应堆系统可以完全由计算机控制运行，不受任何人为干扰。密封于该反应堆系统中的核材料，由国际核安全保障机构通过卫星进行实时、远程监督与遥控。本发明提供的核能生产方法与装置可以廉价生产核能，在未来的能源市场中具有强大的商业竞争能力。

背景技术

随着当前全球性经济与人口的不断增长，世界能源供应日益紧缺，国际政治关系也随之更趋紧张，甚至可能因此危及世界和平。另一方面，目前能源消费仍以化石能源为主，其燃烧所排放的二氧化碳(即所谓“温室气体”)造成的不可逆全球性气候变化，其恶果已显端倪，故能源的环境问题已促使世界各国急于寻求“清洁替代能源”，以减轻化石燃料污染环境的严重问题。

在各种已知的清洁替代能源中，正在大力研发的各种可再生能源最受人们重视，但可惜它们之中有的限于地域限制(如风能与生物质能)，有的限于成本高昂(如目前技术水平下的太阳能与深层地热能)，均难于在可以预见的将来大规模替代化石能源。目前只有核能才具有在21世纪内大规模替代化石能源的能力。

然而，这样重要的能源的迅速增长却仍然面临重重障碍，前途难卜。主要的障碍有三：核事故，核扩散和高成本。为了弄清产生这些障碍的根源，有必要首先回顾核能发展的历史。

自第二次世界大战使用原子弹之后，立即开始了核能的和平利用研究.由于核燃料含有空前未有的巨大能量(核燃料所含能量约为同等重量化石燃料的二百万倍)以及其他优点，核动力的发展速度超过了历史上所有其它能源。自第一座核电厂并网后，在不到三十年的短时期内，在全世界发电量中就已取代了10％以上的化石能源；有些缺乏能源资源的发达国家(如法国)，核能发电比例甚至超过其总发电量的50％以上。加之所谓的“核燃料增殖反应堆”具有将世界上所有的铀与钍资源转化为能源的巨大潜力，使人们认为核能是当今人类取之不尽用之不竭的能源，足以供应世界发展几千年。当时全世界许多国家掀起一片“核能狂热”，纷纷制订大规模发展核能取代化石能源的规划，人类历史开始进入了一个崭新的“核纪元”。

不幸的是，由于核能诞生于军事需要，故其发展也不免带有军用品的“固有危险性”烙印。第一颗原子弹在一瞬间就以核辐射与冲击波从地球上毁灭了整个广岛市。科学家们是否有能力把这样一个恐怖的魔鬼真正驯服成一为和平天使来造福人类呢？当时的两个核超级大国，即美国及前苏联，为了抢占商机，简单地分别选用了它们原来用于军事目的核反应堆作为原型，即潜艇动力堆和生产原子弹原料的钚生产堆，在其技术基础上加以改进，以后便分别成为该两国发展商业核电的主力堆型，即压水堆及石墨水冷堆。两国均未能充分考虑核能所特有的巨大放射性危险(包括核反应堆的重大核事故和强放射性核废物长期储存的泄漏危险性)的严重后果和深远影响。结果核能的这种“固有危险性”在首倡核能和平应用的美苏两国先后于1979及1986年分别导致了震惊世界的三里岛核电站和切尔诺贝利核电站的重大核事故，从而使核电的进一步发展陷于困境，“第一核纪元”也宣告终结。

在发生上述重大核事故以后，新的核电站建设在许多国家内事实上已经停止。公众对于核电站安全的信心也严重动摇；少数国家甚至决定分期关闭已运行的核电站。目前反核运动逐渐演变为一种敏感的政治问题。特别是在美国发生“911”事件之后，核扩散和核讹诈变为一个威胁世界和平的更加严峻的问题。核能的未来面临更大的不确定性。

虽然在上述重大核事故以后，核工业界已作了重大努力改进商用核电站的安全性，希望能够从新恢复公众对核能的信心并重新创造巨额利润，促成“核能复兴”或开创“第二核纪元”，但并未如愿。