北京中科刘云涛 https://jbk.39.net/yiyuanfengcai/tsyl_bjzkbdfyy/232/
核能被认为是一种清洁的能源，有望解决未来的能源危机，世界各国都在不遗余力地研究。而在这方面，我国弯道超车，全球首座20万千瓦的高温气冷堆核电站示范工程发电时间有了确切说法。中核集团科技与信息化部主任钱天林表示，示范工程将于4月份装料，今年年底将投入商业运行。那么，这是一种什么技术呢，能引起这么大的反响？
核能何为高温气冷堆？
高温气冷堆，其实是用氦气作冷却剂，出口温度高的核反应堆。采用涂敷颗粒燃料，堆芯出口温度为~℃，甚至更高。核燃料一般采用高浓二氧化铀，亦有采用低浓二氧化铀的。它的主要优势就是安全性好、出口温度高等，被国际核能界认定为最具发展潜力的先进堆型之一。
高温气冷堆作用机制氦气作冷却剂，会被美国“卡脖子”吗？
我们知道，氦气作冷却剂，是高温气冷堆的关键原料。而截至年，全球已探明的剩余氦气储量总量中，美国占了一半多，此外就是阿尔及利亚和俄罗斯，波兰也于少量。因此，我国目前氦气基本依赖进口。但这就能成为被美国“卡脖子”的理由吗？其实不见的，虽然美国的氦气储量占到了全世界的一半还要多，但毕竟还有剩下的少一半，不被他掌控。而且氦气在整个反应中，仅仅作为循环介质，理论上不存在消耗，一次安装终身使用。况且，我国也不是一点氦气也没有。
卡脖子，拿着钱也买不到我国少量的氦气主要集中在中-西部盆地和东部郯庐断裂带两侧含油盆地，例如四川盆地、塔里木盆地、鄂尔多斯盆地及南部渭河断陷，柴达木盆地等。东部郯庐断裂带主要发现于苏北、渤海湾、海拉尔、松辽、三水等盆地也发现了少量的氦气。只是我国由于氦气储量少，缺乏对氦气天然的练兵场，因此，对氦气勘探进展缓慢、勘探程度较低。虽然说，氦气不一定会被美国卡脖子，但是长远来看，还是要警惕，毕竟家底就那么点。
四川盆地氦气不可再生，用一点少一点
虽然氦气只是作为高温气冷堆的介质气体，但是它化学性质稳定，无法化学合成，只能从空气的微小含量中分离，成本极高，因此不可再生。因此，只要是不可再生的资源，就会用一点少一点，再大的金山也抗住不使劲地造啊。所以，我们短期内或许可以自给自足，但长远来看，必然要依赖进口。
氦气高温气冷堆，安全吗？
自从核能诞生以来，对于它的安全性的讨论就没有停止过。切尔诺贝利核事故已经过去三十多年，但人们对核的恐惧依然有增无减。德国就在各种对弃核与不弃核的声音中，逐渐走到了弃核的这一步，且已板上钉钉，无法改变。而这边的日本，却在大力发展核电，也暴露出了很多问题。福岛核电站爆炸后，也一直波及着周边国家，令人苦不堪言。到底什么才是核能的未来？它真的不安全吗？比如高温气冷堆！
德国的弃核之路其实高温气冷堆还是挺安全的，它的安全性源于其燃料很独特。目前投入商用的核反应堆技术主要是压水堆，其原料都是由氧化铀陶瓷芯块和锆合金包壳组成，而高温气冷堆的燃料则复杂一些，其高温特性和安全性也首先归功于此。它的核心是直径0.5mm左右的二氧化铀，外面是三种材料以同心球形式包裹的燃料颗粒，分别是热解碳、碳化硅、致密热解碳，这个颗粒的尺寸也不足1mm。
这些燃料颗粒会像五仁月饼的果仁一样弥散在石墨基体之中，最后压制烧结成燃料元件。只要环境温度不超过℃，最外层的碳化硅球壳就会保持完整，锁定放射性原料，成为反应堆的第一道安全屏障。
高温气冷堆包覆颗粒及球形燃料元件高温气冷堆，能用作航母吗？
目前开发的高温气冷堆，为20万千瓦，有人说，再提升到26万千瓦，就可以用于小型航母了。答案果真如此吗？
理论上说，高温气冷堆体积不大，似乎可以用于航母。但气冷堆的体积，从尺度角度去考量，到底适不适合航母，还有待商榷。但可以肯定的一点是，航母要求的动力很大，而高温气冷堆采用气体冷却，气体的比热很低，因此决定了气冷堆的功率并不会太高，而20万千瓦的已经非常高，再网上提升真的很难了。而这样的尺度，给核潜艇作动力，倒是不错的选择。
航空母舰目前，我国还有一些改进版，如临界版，制氢版等，这样的多线开花，可以保证我国在这一领域的领先地位。可以预见的是，随着传统石化燃料的产量越来越少，未来的新能源领域，必定会成为兵家必争之地，核能这一领域自然当仁不让，但鉴于对核能安全的考量，未来世界的新能源格局，到底会是怎么样，还扑朔迷离。但可以肯定的是，人类一定会朝着更加健康、安全的生活方式进行。#这不太科学#
本文参加百家号#科学了不起#系列征文赛。
