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      1. 生態文明建設的倡導者  綠色生活創建的踐行者

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        大國底氣從“核”來?。劢怪袊鴩H核工業展覽會

        2024/3/27 15:05:53   中國環境APP      人氣:3372

        為期4天的中國國際核工業展覽會剛剛在北京展覽館落下帷幕。本次展覽以“支撐雙碳目標實現,共促核能高質量發展”為主題,共計吸引了110余家來自國內外的知名企業參展。面積超過16000平方米的展廳內,記者在現場參觀,欣賞到了一道道來自核產業鏈前沿最亮麗的風景線。

        一大批“大國重器”悉數亮相

        在2024年中國國際核工業展覽會的展廳內,代表著我國核電技術能力最高水平的“大國重器”悉數亮相,新一代人造太陽“中國環流三號”、高溫氣冷堆、華龍一號等模型齊聚一堂,成為游客們的網紅打卡地。講解員在一旁,深入淺出地為觀眾們介紹核設施背后的硬“核”力量。

        “我們希望有一天,由核聚變發電點亮的第一盞燈泡,它誕生在中國?!痹谛乱淮嗽焯枴爸袊h流三號”的模型旁,核工業西南物理研究院聚變科學所研究實習員石曉鐘的講解引起了記者的注意,“我國核能發展采取熱堆—快堆—聚變堆‘三步走’戰略,核聚變正是解決能源問題的最終一步。我們邀請全世界科學家來中國集中智慧開展攻關,共同追逐人造太陽的人類能源終極夢想?!?/span>

        圖為石曉鐘現場講解人造太陽工作原理。程小雨攝

        然而,實現可控的核聚變反應需要將反應物加熱到上億攝氏度的高溫。在地球上,最耐高溫的材料——金屬鎢在幾千攝氏度的條件下也會熔化?!翱茖W家們想出一個辦法,用磁場將反應物約束起來,也就是‘磁約束’。外圍線圈產生嚴絲合縫的磁場,像一雙手一樣,牢牢地將反應物控制在真空室內,帶電粒子沿著磁力線做螺旋運動,從而使大量原子核發生核聚變,釋放出巨大的能量?!笔瘯早娭赶蛉嗽焯柲P椭行嗡铺鹛鹑Φ牟考?,“這是裝置中最核心的容器,核聚變反應都在真空室進行。整個裝置也有個學名——‘托卡馬克’?!?/span>

        圖為華能石島灣核電站高溫氣冷堆模型。程小雨攝

        在展會的現場,也有更多“大國重器”揭開了神秘的面紗。行至中國華能集團的展廳內,記者捕捉到了全球首座第四代核電站——華能石島灣核電站高溫氣冷堆的身影。在這座“不會熔毀”的反應堆模型旁,一枚直徑僅為6cm的黑色圓球與一旁的大型設備形成反差。

        “別小看了一個‘球’的能量?!比A能山東石島灣核電有限公司的孫婷向記者介紹道,“作為高溫氣冷堆核心技術之一的核燃料元件,雖然它體積小,但產生的能量大約能轉化為6000度電?!?/span>

        二氧化鈾核芯外層層包裹的“盔甲”,正是高溫氣冷堆保證固有安全性的法寶之一?!白顑葘拥暮巳剂媳凰膶印住Wo起來,可有效防止放射性物質外泄。最重要的碳化硅層,它的設計溫度高達1620攝氏度,而高溫氣冷堆正常的運行溫度在1200攝氏度以下。在喪失所有冷卻條件的情況下,依靠材料自身的負反應性和足夠大的溫升裕量,它會在1500攝氏度左右反應性自然下降,溫度自然下降。所以無論核燃料再怎么“燒”,也突破不了碳化硅層的保護,這樣從物理上杜絕了核外泄的可能?!睂O婷在現場向記者介紹道高溫氣冷堆“不會熔毀”的原理。

        展會上紛紛亮相的尖端科技,展現著核能行業發展的風向標?!白鳛槿驗閿挡欢鄵碛凶灾魍暾斯I產業鏈的國家,我國內地現有在運核電機組55臺,居全球第三;在建核電機組26臺,保持全球第一,核電建設進入高質量發展軌道。中國國際核工業展覽會作為我國核工業領域歷史最久、規模最大、影響最廣和層次最高的國際性專業展覽會,在推動全球核產業合作和核科學技術交流方面發揮了重要作用?!敝袊藢W會理事長王壽君表示。

        為核電新質生產力賦能

        “在核電領域,科技創新是發展新質生產力的重要因素?!敝袕V核數字科技有限公司黨委書記、董事長、總經理孫永濱說道。

        在展會亮相的核能明星陣容中,來自中國廣核集團的自主核安全及數字化儀控系統“和睦系統”被稱為核電系統的“神經中樞”。它控制著核電站數百個系統、上萬個設備的運行,具有系統規模大、綜合程度高、應用場景復雜等特點。

        “和睦系統”的成功應用,背后體現著“中國智造”的力量?!啊湍老到y’是我國完全具有自主知識產權的核安全及數字化儀控系統,包括操作系統、通信軟件等全由我們自主編寫。核心部件主處理器經過十幾次技術迭代、上千次試錯以及上萬次消缺,達到了高質量水平?!睂O永濱向記者介紹道,“目前,‘和睦系統’已經在包括華龍一號在內的多堆型、多基地得到廣泛應用,為核電安全、經濟、可靠運行保駕護航?!?/span>

        在核工業駛入數智化發展快車道的過程中,除了給核電系統整體裝上智慧大腦,實景孿生項目、AR智能檢修、空間計算等前沿科技也開始應用于核電站檢修的每一處細節。

        在寧德核電的展臺前,記者看到游客們正在沉浸式體驗AR智能檢修頭盔?!霸诤穗娙粘9ぷ鬟^程中,填寫紙質工單會多次影響工作人員的操作,工序、設備、工具間的頻繁切換給工作人員帶來較大負擔。這款智能頭盔可以在保證安全的同時解放工程師的雙手,減少維修和巡檢過程中的數據錄入,簽字確認時間提升50%,現場檢修和設備巡檢效率提升20%—30%?!睂幍潞穗妰x控部副主任工程師李劍告訴記者。

        核科技助力美好生活

        利用核探測技術檢查放射性物質、輻照滅菌用于醫療衛生用品消毒、輻射技術處理城市工業廢氣廢水、核能供熱、核能制氫……在展會上記者也觀察到,身邊的核科技正在變“輻”為福,造福我們的美好生活。

        圖為中核粒子醫用直線加速器。 程小雨攝

        在現場,一臺碩大的醫療裝置映入記者眼簾。這臺外表與普通CT機別無二致的設備,背后也有創新“硬”核科技力量?!斑@是一款正處在研發階段的CT圖像引導醫用直線加速器,集成影像和治療功能于一體。CT使用X射線對患者全身進行掃描檢查,而醫用直線加速器則使用更高能量的射線來醫治腫瘤患者,進行放射治療。設備可以實現診斷級的高清成像,治療效率更高,效果也更好?!敝泻肆W俞t用直線加速器產品經理張娜向記者介紹道。

        “舉個例子,患者在接受治療的時候,先躺在設備上進行CT圖像采集,進行腫瘤的精準的定位。定位之后,設備發出治療級的高能X射線,瞄準癌細胞將腫瘤殺死?!睆埬冉榻B道,“設備的關鍵技術都是由中核粒子自主研發,主要子系統部件均實現了百分百國產化。

        核能也擁有更多跨界的可能,在國家電投“核能綜合應用”的展區,集中展示著核能供熱、水熱同產同傳、南紅北移等項目,“零碳”是其中的關鍵詞。

        2023年,我國首個跨地級市核能供熱工程——國家電投“暖核一號”三期核能供熱項目正式投運。海陽核電在給煙臺海陽市供暖的同時,供暖區域到達威海乳山市,實現了零碳熱源的跨區域互通共享,為40萬居民帶來清潔的暖氣。

        “溫暖一座城,湛藍一片天,少交一塊錢”是海陽開展核能供熱的真實記錄。記者在現場了解到,在實現清潔取暖的同時,核能供暖也具有一定的價格優勢。同比核能供熱前,海陽市住宅取暖費較往年下調1元/建筑平米。同時,全市供暖季空氣中PM2.5下降了16%,空氣優良率上升了17%。

        “我國是應對全球氣候變化的堅定行動派和重要貢獻者,應將核能作為構建清潔低碳能源體系,實現碳達峰、碳中和目標的重要選擇。我們希望以本屆中國國際核工業展覽會為契機,與各國一道,突破關鍵核心技術,鍛造精品工程,推動發展新質生產力,推動全球核工業深化開放合作,共同創造綠色、低碳、可持續發展的美好未來?!蓖鯄劬硎?。

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