中国探索“卵石床”核能前景

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清华大学东门一栋崭新的办公楼里，华能集团公司正在与一家清华大学附属的集团协商规划，使用一种已经被西方基本忽略的技术生成核能。如果成功，中国将能够建立起封存80吨至100吨放射性铀的建筑，这种建筑比街头的加油站还要安全。

自从第一枚原子弹爆炸，核能就作为“超自然的能量”在大众心中投下阴影。20世纪后期的大众文化，反映出人们对常见的粒子中潜伏着邪恶力量的恐惧。发达国家采取举措禁止核力量的扩散；相关公司为提供足够安全保障所需的成本，有效抑制了美国公司建造核设施的行为。

由于核能危险且成本高，目前在中国能源组成中不足2％，煤耗则占到67％。但是现在，清华大学认为能够解决危险和成本两项困境――他们计划重提已被埋没40年之久的“卵石床”技术方案，将这一核能生成方式推向商业化。

“卵石床”设计雅致，模块式的厂房小巧，核反应堆有防熔功能，比传统的水反应堆更有效率。工厂副产品是氢气。乐观的技术人士相信，如果中国建立起十几家“卵石床”反应堆，将有助于形成一个工业生态体系，支持以氢气为能源的清洁汽车。清华大学已经开始运行世界仅存的两个实验反应堆中的一个，并希望在3月获批在山东或安徽展开更大规模的尝试。

去年12月，华能国际能源集团公司、清华大学核能和新能源技术研究所、中国核工程和建设集团公司宣布组建一个新的联盟，资助这一技术开发。华能的初始投资为1.5亿美元，政府为技术开发也已经投入约20亿元人民币。如果实验反应堆成功，2006年初就可能开始推广，并计划到2010年建立起200兆瓦的大型工厂。

“卵石床”反应堆之所以被冠以此名，是因为半径0.5毫米的二氧化铀小球被封存在石墨球的中心，石墨球外又封上了非常坚固的高科技耐火材料，比如碳化硅。将30万到45万个这样的燃料球堆叠着放进反应塔，即开始发生裂变反应。这些燃料球能耐受1600摄氏度的高温。球内的铀分子被石墨分离，不会过度反应。堆芯不会熔化，因为一旦温度开始上升，铀分子就更进一步远离，反应自动放缓。小球不断从反应堆底层被移开，测试其消耗后，要么被遗弃，要么和其他新球一起被重新置于顶部。

“卵石床”反应堆的精妙之处就在于其简约。所有核心功能，从燃料管理到热量生成和调节以及反应控制，全部被限制在一个相同的小型结构之中。而传统反应堆需要用水来冷却长长的浓缩燃料棒。在超高压环境中，超热蒸汽驱动反应堆。中国的设计省去了压水反应堆必需的复杂蒸汽管理，使用惰性氦气驱动涡轮。而在水冷反应堆中，一旦控制系统出现问题，内核可能会因过热而“熔化”，造成潜在的放射性灾难，因而必需在钢筋混凝土的保护壳外再建一套庞大的安全系统。“卵石床”反应堆中，氦气循环自然而然，没有危险。

“卵石床”反应堆技术在普及使用前还面临几大障碍。

首先，只有技术能够被证明稳定和安全，组件成本才能下降，才有与传统电站竞争的能力。后者每生产1千瓦时的电能，资金成本在600－1200美元之间。压水反应堆每千瓦时电能成本约2000美元，而仍在试验阶段的燃料电池发电每千瓦时可能会耗资5000美元。

中核能源科技有限公司高级顾问、清华大学教授徐元辉相信，“卵石床”反应堆每千瓦时电能将耗资1500美元――这一点仍处于假定阶段。这一技术的优势是反应堆很小，可以在场外大规模生产组件再组装，从而降低了建筑成本。

第二点是燃料处理本身的问题。过去曾经发生过燃料球外观残缺导致石墨在高温下被点燃，使辐射向空中散射的问题。另外，“卵石床”反应堆比传统的压水反应堆产生更多的废物，而且废物永久处理问题仍没得到解决。“卵石床”技术的固有优势是核材料牢牢封存在坚壳内，但这要求使用更多的放射性燃料。

中国在电站“退役”筹资方面，采纳了保守的美国系统，要求核能运营商将资金的18％留做储备金。但即便在美国，虽然将近20家电站已经关闭，还有数十家很快完成其产品生命周期，却只有三家电站真正“退役”――怎么处理废物，大家心里都没数。

作者杨思安（Anne Stevenson-Yang）为美国信息产业机构（USITC）驻北京首席代表