没有硬功夫也能搞核电加拿大是如何将重水堆做成世界第三核电品牌的

2018-01-15 09:47:35 国际核电的那些事　点击量：评论 (0)

上世纪五十年代，就在世界各强国争相发展核电的时候，地广人稀，一直存在感不强的加拿大人也不淡定了，在核电技术方面也开始跃跃欲试。以当

上世纪五十年代，就在世界各强国争相发展核电的时候，地广人稀，一直存在感不强的加拿大人也不淡定了，在核电技术方面也开始跃跃欲试。

以当时的国情看，加拿大独立发展核电，看起来即没那个必要，也似乎没那个能力。

首先，作为一个地广人稀，水力资源丰富的国家，水电开发就能基本满足加拿大的电力需求，同时，相比核电，水电在开发成本上显然低很多，且风险也显然要小很多。从经济上算账，加拿大独立发展核电，也似乎不那么划算，毕竟核电电价也比火电高处一截。直到今天，加拿大水电资源最丰富的魁北克省，依然是加拿大电力最低廉的省份，而以核电为主的安大略省，电价反而较贵。即便如此，加拿大也从未怀疑过自己独立发展核电的决心。

同时，作为曾经英国的殖民地（直到今天，加拿大名义上的元首依然是英国女王），加拿大的工业也没有强大到能够支撑加拿大大规模的核电发展。在核工业方面，加拿大既没有浓缩铀技术（反应堆核燃料生产的基础技术），也没有建造大型反应堆构件（如压力容器）的技术，核电基础技术的缺乏似乎也让加拿大的核电梦看起来像是痴人说梦。

然而，加拿大在发展核电方面，却有一项开挂的技术，那就是出色的重水生产技术。

在普通的反应堆中，与铀燃料发生裂变反应的中子并非我们理解的那种原子核裂变后直接飞出来的中子。这种中子速度快，很难与铀原子核发生链式反应，这种中子必须通过慢化剂减慢速度，变成所谓的“热中子”后才能与原子核发生反应。作为慢化剂，轻水的慢化效果要远远差于重水，轻水堆中核燃料使用浓缩铀，就是为了弥补轻水慢化效果的不佳。当把反应堆中的轻水换为重水后，中子慢化效率将大大提高，直接使用铀235浓度极低（约为0.7%）的天然铀，就可以让堆芯维持链式反应。

所以，拥有强大的重水生产能力后，浓缩铀技术不再是束缚加拿大发展核电的基础技术了。

那反应堆大型构件建造能力呢？反应堆最核心的部件就是放置反应堆堆芯的压力容器，这个压力容器要承受反应堆运行时的高温，高压，高辐射和高流体腐蚀的情况下，要撑到反应堆设计寿命（40年到80年之间），压力容器的制造对一个国家的材料科技，大型锻造技术的要求极高，直到现在，能制造这种压力容器的国家也就那么几个，我国也是近几年才掌握了这种技术，当时的加拿大，自然是没有这种高科技的。

于是，加拿大的核科学家们独辟蹊径，将每一组核燃料装在一根压力管里，然后将数百根压力管连接起来，这样，就在不需要建造大型压力容器的情况下，建造大功率的反应堆。就这样，反应堆大型构件的制造能力，也不再是束缚加拿大发展核电的能力了。

数百根压力管连起来构成了重水堆反应堆堆芯

解决了发展核电技术上的主要问题，那还得算算经济账。毕竟，加拿大并不缺电，如果为了发展核电，不去用廉价的水电而去用不成熟的核电，似乎是脑子短路的表现。这样想似乎没有问题，但加拿大为发展核电，找到了一个高大上的动机，那就是“出口创汇”，去赚外国人的钱！

在技术问题和动机问题都解决后，加拿大就开始搞起了自己独特的重水堆技术。从五十年代起，加拿大政府组建了国企AECL（加拿大原子能有限公司），全面负责国家的核电技术开发。相比法国和韩国，加拿大在发展核电的前期规划更为具体详细，加拿大在着手核电发展前，就已经组织了科学家，工程师，电力行业和政府部门的专家进行了充分的分析和研究，确定了以重水堆为唯一技术路线的核电发展计划。因此，加拿大核电计划启动的时候，可以说是以举国体制发展核电的，所以在一开始，加拿大的核电发展就进入了快车道，发展速度惊人。

很快，在1962年，加拿大就建成了第一座示范性重水堆核电站—NDP，净功率为20MW，解决了加拿大核电技术的“有无”问题。

重水堆的特点是技术要求低，设计简便可靠，NDP核电站的成功将加拿大重水堆发展推向了新阶段，1967年，加拿大又在道格拉斯角核电站建成了一座206MW功率的重水堆，这就是现在加拿大的坎杜商用重水堆的原型堆。