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核電發(fā)展:從第一代到第四代
縱觀核電發(fā)展歷史,核電站技術方案大致可以分四代。第一代核電站為原型堆,其目的在于驗證核電設計技術和商業(yè)開發(fā)前景;第二代核電站為技術成熟的商業(yè)堆,目前在運的核電站絕大部分屬于第二代核電站;第三代核電站為符合URD或EUR要求的核電站,其安全性和經濟性均較第二代有所提高,屬于未來發(fā)展的主要方向之一;第四代核電站強化了防止核擴散等方面的要求,目前處在原型堆技術研發(fā)階段。
第一代核電站
核電站的開發(fā)與建設開始于上世紀50年代。1954年,前蘇聯(lián)建成電功率為5兆瓦的實驗性核電站:1957年,美國建成電功率為9萬千瓦的shipping port 原型核電站,這些成就證明了利用核能發(fā)電的技術可行性。國際上把上述實驗性和原型核電機組稱為第一代核電機組。
第二代核電站
上世界60年代后期,在實驗性和原型核電機組基礎上,陸續(xù)建成電功率在30萬千瓦的壓水堆、沸水堆、重水堆、石墨水冷堆等核電機組,它們在進一步證明核能發(fā)電技術可行性的同時,使核電的經濟性也得以證明。上世紀70年代,因石油漲價引發(fā)的能源危機促進了核電的大發(fā)展。目前世界上商業(yè)運行的四百多座核電機組絕大部分是在這段時期建成的,習慣上稱之為第二代核電機組。
第三代核電站
上世紀90年代,為了解決三里島和切爾諾貝利核電站的嚴重事故的負面影響,世界核電業(yè)界集中力量對嚴重事故的預防和緩解進行了研究和攻關,美國和歐洲先后出臺了“先進輕水堆用戶要求”文件,即URD文件(utility requirements document)和“歐洲用戶對輕水堆核電站的要求”,即(EUR)文(European utility requirements document),進一步明確了預防與緩解嚴重事故、提高安全可靠性和改善人因工程等方面的要求。國際上通常把滿足URD文件或EUR文件的核電機組稱為第三代核電機組。對第三代核電機組要求能在2010年前進行商用建造。
第四代核電站
2000年1月,在美國能源部的倡議下,美國、英國、瑞士、南非、日本、法國、加拿大、巴西、韓國和阿根廷等十個有意發(fā)展核能的國家,聯(lián)合組成了“第四代國際核能論壇”(GIF),于2001年7月簽署了合約,約定共同合作研究開發(fā)第四代核能技術。根據設想,第四代核能方案的安全性和經濟性將更加優(yōu)越,廢物量極少,無需廠外應急,并具備固有的防止核擴散的能力。高溫氣冷堆,熔鹽堆,鈉冷快堆就是具有第四代特點的反應堆。