新天工開物 且聽，龍吟！拆開中國最強核電站，你會看到什麼？【4K】

這裡是中國香港 一座人口超過700萬的國際都市 每年的用電量接近450億度 這樣龐大的能源需求 至少要1500臺海上風機 1500萬噸煤炭 或者90億立方米的天然氣才能滿足 又活著 只需要幾條龍就夠了 這是由中國人自己創造的地表最強巨龍 人稱華龍一號 作為當今世界上最先進的 核能發電機組之一 論能量 幾乎沒有什麼可以比它更高效 論難度 也很少有電站可以比它更複雜 那麼 這條巨龍到底是如何創造出來的 在這個視頻裡 我們將嘗試解答這個問題 但首先 我們需要徹底拆開這座核電站 在它的最深處 隱藏著無限能量的祕密 你眼前這團藍色光芒的中心 就是華龍一號的心臟 核反應堆 發生核反應的是一種特殊的燃料 油 作為自然界中最重的元素 油原子並不穩定 如果用另一種微小的粒子 中子作為炮彈 去轟擊油的原子核 就能讓它瞬間分裂 同時釋放出巨大的能量 這就是所謂的核裂變 一公斤油全部裂變釋放的能量 相當於2700噸煤炭完全燃燒 因此 相比煤炭和石油的燃燒 油的燃燒 幾乎能夠創造出無限的能量 不僅如此 在這個過程中 不會產生任何溫室氣體 更不會排放煙塵污染環境 可以說是相當理想的清潔能源 不過 在這個龐大的反應堆中 這些油燃料到底安放在哪裡呢 答案就在這根約4米長的金屬管裡 為了方便儲存和運輸 人們將濃度3%左右的油 加工成燃料芯塊 裝進金屬管中製成燃料棒 264根燃料棒豎在一起 成為一組燃料組件 177組燃料組件再進一步組合 就組成了反應堆的堆芯 相比傳統反應堆的157組堆芯 巴龍一號擁有更多燃料組件 這不僅意味著整體功率更大 還意味著單個組件的發熱功率更低 也就更安全 更重要的是 這樣一顆強健的心臟 完全由中國人自己設計 是一顆獨一無二的中國芯 而仔細觀察就會發現 燃料組件中除了10芯的燃料棒 還有24根空芯的導管 被用來安放一些特殊的金屬棒 它們有的能夠產生中子 叫做中子原棒 可用於點燃反應堆 有的則能夠吸收中子 叫做控制棒 用來調節反應速率 不過中子原棒只需要使用一次 這是因為一旦有原子開始裂變 就會產生多個中子 繼而引發其他原子的裂變 成為鏈式反應 只有通過調節控制棒的位置 恰好使得每次有且僅有一個中子 參與下次裂變 反應才會持續穩定地進行下去 這就是核反應堆的臨界狀態 而有了控制棒穩定均勻 再利用水作為冷卻劑 將堆芯的熱量帶出 就能產生高溫水蒸氣 驅動氣輪機旋轉 進而帶動發電機產生電流 將原子核的能量 源源不斷地送往四面八方 一切看起來都很完美 但伴隨無限能量的 還有核反應產生的各種射線 也就是輻射 因此我們還必須 創造出一套無敵鎧甲 對它層層設防 儘管同樣被戲稱為燒開水 但和一般的火電站不同 華龍一號擁有兩條 完全不同的迴路系統 其中只有一迴路的水 會直接流進核反應堆 從而攜帶放射性物質 它所在的廠房 也被稱為核導 二迴路的水 則被金屬管完全隔離在外 因此不會受到輻射的影響 這條迴路的廠房 則被稱為常規導 要保證核電站的安全 關鍵就在覈導 為此人們設置了 三道實體屏障 第一道屏障 是包裹著油燃料 芯塊的金屬管 反應堆產生的放射性物質 98%以上都會被攔截在內 第二道屏障 是包裹著一迴路水的 壓力容器和管道 其中的壓力容器 壁厚高達22釐米 可以承受 170多個大氣壓的高壓 第三道屏障 是包裹著整個核導的 混凝土安全鞘 華龍一號擁有的是一座 內外層厚度均超過1米 的雙層安全鞘 其中僅窮頂部分 就重達200多噸 相當於100多輛小汽車 在廣西防塵港 中廣河的工程師們 還為華龍一號裝上了一個 名為核木系統的超級大腦 一旦探測到異常狀況 便能瞬間插入所有控制棒 實現快速停堆 即便遇到控制棒卡住 這類更極端的情況 華龍一號也配備了 多樣的安全系統 比如同樣能夠吸收中子 實現緊急停堆的 應急膨化系統 在冷卻失效時 能給堆心降溫的 安全注入系統等等 不僅如此 這樣的安全系統 每種都各有三套 即便其中任何一個環節失靈 都還會有其他系統進行保障 可謂是多重保險 但你也許會發現 這些系統都是要用電的 如果遇到地震 海嘯等自然災害 導致所有電源失效 還能保證安全嗎 不用擔心 華龍一號自有妙招 你也許已經注意到了 在它頂上 有一圈突出的冒煙 實際上這裡儲存了 上千噸的冷卻水 如果應急水泵無法啟動 這些水就能在 重雨的作用下 自動流下來冷卻堆心 整個過程無需電力驅動 這就是非能動系統 從牢固的實體屏障 到多樣的安全系統 正是這套無敵鎧甲 讓中廣核先後獲得了 歐洲和英國的核電認證 這也代表中國的華龍一號 已經達到了 全球最高的核電安全標準 然而 在它看似簡潔的鎧甲之下 是一個包括六萬臺設備 165公里管道 和2200公里電纜的複雜系統 要維持整個系統的安全運轉 還需要無數人的守護 與光電 風電 水電 這些清潔能源相比 核電最大的優勢 就是不受季節和天氣的影響 可以全天候穩定工作 這也意味著 核電站的工作人員 同樣需要365天24小時陪伴在側 主控室操縱員 是核電站的指揮官 他們坐鎮在 與堆心直線距離 不到50米的主控室中 時刻掌握著所有機組的狀態 大到機組停機 小到地面滲水 所有的信息 都需要操縱員進行處理 要做到這些 他們背後都經過了極其嚴格的培訓 難度絲毫不亞於戰鬥機飛行員 如果說主控室操縱員 是核電站的黃金大腦 那麼現場操縱員 就是核電站的感覺神經 他們每天遊走於各個廠房之間 捕捉每一個角落的風吹草動 這樣的巡檢 一天走下來就要將近14公里 除了守護機組本身 核電站還有專門的環境監測員 負責在廠區之外取樣檢測 守護周邊環境的安全 幸運的話 甚至還能遇見 對水質要求極高的海豚 他們的出現 就是對這份工作最好的回應 不過 在大多數核電人的日常裡 更多的也許就是巡視 記錄 這樣單調重複的工作 但正是這樣日復一日的堅守 才造就了華龍一號這樣的超級工程 當我們回首過去 會發現華龍一號的誕生 本就是一代又一代核電人的接力 從第一顆原子彈爆炸成功 到大陸第一座商用核電站投入運行 我們走了整整30年 從99%依賴進口的大亞灣核電站 到如今擁有自主知識產權的華龍一號 我們又走了將近30年 未來只要人類對能源的需求還在 這樣的守護就還會有一個又一個30年 甚至無止境地進行下去 而這條巨龍曾經點亮的每一盞燈火 都將指引人類 一步步走向那個無限能量的未來