又红又豪!中国核电的低调小胖哥:重水堆

2023-08-14 11:22  来源:核电那些事    重水堆HWR  中国核电  钴-60  核工程与核技术  核工业  秦山核电站  浙江核电站  中核集团

重水堆HWR(Heavy Water Reactor)是使用重水作为慢化剂核反应堆。重水对中子吸收少的优点,使得重水堆可以使用天然铀作为核燃料,而不需使用浓缩铀燃料。


重水堆 HWR

重水堆HWR(Heavy Water Reactor)是使用重水作为慢化剂核反应堆。重水对中子吸收少的优点,使得重水堆可以使用天然铀作为核燃料,而不需使用浓缩铀燃料。

重水(Deuterium oxide)是2个氘原子(氢的同位素,一个质子一个中子,也叫重氢)和一个标准的氧原子构成的化合物,也称为氧化氘,分子式D2O,相对分子质量20.0275,比水(H2O)的相对分子质量18.0153高出约11%,因此叫做重水。

目前国内并没有大规模建设重水堆,仅有北京原子能院101堆、秦山核电三期。

而重水堆由于其独特的堆型布局设计,所以比一般的压水堆看起来,要更矮胖一些,所以一般小编都叫它:小胖哥。

101堆

红色基因:开启中国原子能时代

1955年,党中央作出了中国要发展核工业的战略决策,并决定在关于中国研究和平利用原子能问题上,正式接受苏联的援助。同年4月27日,派刘杰、钱三强、赵忠尧三人组成中国政府代表团与苏联政府签订了《关于为国民经济发展需要利用原子能的协议》。

《协议》规定,在科学研究方面,苏联将帮助中国建造一座热功率为7000千瓦的研究性重水反应堆和一台2兆电子伏的回旋加速器。

1956年05月26日,“一堆一器”在北京房山区正式开建。

1958年06月10日,回旋加速器调试出束;同年6月13日,重水反应堆首次达到临界。

1958年09月27日,我国第一座重水反应堆和第一台回旋加速器举行移交生产典礼。陈毅副总理剪彩,聂荣臻副总理签字验收,中科院院长郭沫若讲话,副院长张劲夫主持典礼。苏方派了以叶夫列莫夫为团长的代表团参加典礼并讲话。

聂荣臻在典礼仪式上说:“原子反应堆和回旋加速器的建成,将促进我国原子能科学技术迅速发展。原子武器并不是帝国主义所能垄断得了的。”他还强调:“我国发展原子能科学技术是用来造福人民的!”

《人民日报》盛赞,“一堆一器”的建成,标志着我国已经跨进了原子能时代。”自此,中国原子能科学发展步入了新的征程。

利用这座反应堆,我国突破了制造原子弹最关键的两项技术:点火中子源和钚的生产;完成了氢弹技术路线的“定向”;为核潜艇反应堆研发提供了参照技术;为我国武器、导弹、卫星的材料测试提供了辐照环境;为我国卫星地面测试装置生产了千居里级的钋-210热源。

1984年,我国第一台回旋加速器退役。

2007年,我国第一座重水反应堆安全停闭。

秦山三厂

会赚钱:癌症靶向核药国产化

秦山三期工程采用加拿大坎杜6核电技术,装机容量为2台728兆瓦。1998年6月8日1号机组开工建设,2002年12月31日、2003年7月24日两台机组投入商业运行化。

坎杜堆CANDU(Canada Deuterium Uranium,加拿大重水铀反应堆)是加拿大研发的一种重水反应堆。秦三厂的重水堆机组是全球为数不多的可生产钴-60的核电机组也是我国唯一的钴-60生产地。

2009年,秦山核电依托重水堆建成投产百万局里级的钴-60生产能力,满足了国内70%的工业需求。

2019年4月1日,中国首个医用钴靶件经辐照后在秦三厂1号机组顺利出堆,这标志着中国通过自主研发成功掌握了医用钴-60生产技术,伽马刀装上了“中国芯”,为我国伽马刀产业的持续发展提供了坚实保障。

2020年,中核集团利用钴-60完成了大批量一次性防护服的辐照灭菌工作,上万件一次性医用防护服从运抵卸货到灭菌完成、整装待发,仅用时6小时。

2021年,国家八部委联合发布了我国《医用同位素中长期发展规划(2021-2035年)》,提出依靠现有反应堆资源,尽快建成短半衰期医用同位素自主生产供应的能力。

2022年中核秦山同位素生产基地开工建设,项目总投资4.6亿元,规划建设五条同位素生产线,包括钴-60、碳-14、镥-177、碘-131和锶-89 等同位素。

项目一次规划、分期建设,一期工程建设包括钴-60、碳-14在内的多条同位素生产线,将切实增强我国同位素国产化生产能力。

2022年4月,首批碳-14辐照生产靶件入堆,计划2024年出堆。

2022年11月25日,首批商用堆钇-90玻璃微球生产靶件研制启动,预计到2024年生产出基本满足国内医疗需求的钇-90,将大大降低肝癌患者的治疗成本。

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