2024-08-15
한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina
10. kesäkuuta 2024 TerraPower, Microsoftin perustajan Bill Gatesin sijoittama ydinenergiayhtiö, ilmoitti, että sen seuraavan sukupolven (seuraavan sukupolven, joka tunnetaan myös nimellä "neljännen sukupolven") ydinvoimalan Natrium-reaktori maksoi jopa 4 miljardia dollaria murtautuminen Kemmererissä, Wyomingissa. Hanke on 345 MW:n natriumjäähdytteinen nopea reaktori, joka on varustettu sulan suolan energian varastointijärjestelmällä, joka voi nostaa lähtötehon 500 MW:iin, kun verkko sitä tarvitsee. Sen odotetaan ottavan käyttöön vuonna 2030.
Bill Gates on investoinut ydinenergiaan hyvin varhain, vuonna 2006 perustettu TerraPower tekee yhteistyötä Buffettin Berkshire Hathawayn tytäryhtiön Pacific Power Companyn kanssa vuonna 2021 jatkaakseen "neljännen sukupolven" natriumjäähdytteisen nopean neutronireaktorin (SFR) kehittämistä. , ja toivoo saavansa käyttöön viisi uutta ydinvoimalaa vuonna 2035. Energiatehokkuuden merkittävä parannus edistää suuresti tuotantoa, elämäntapaa ja sivilisaatiota.
Toisin kuin kolmannen sukupolven ydinvoiman "kevytvesireaktori", joka käyttää vettä hidastimena ja lämmönsiirtoväliaineena, Natrium, joka tunnetaan neljännen sukupolven ydinvoimana, käyttää nestemäistä metallinatriumia työnesteenä. Nykypäivän yleiset painevesireaktorit (PWR) voivat saavuttaa lämmönvaihdon 325 °C:ssa ilman höyrystymistä 150 ilmakehän paineessa. Metallisen natriumin kiehumispiste on 883 °C, joten "nanojäähdytteinen reaktori" voi nostaa reaktorin käyttölämpötilan 550 °C:seen ilman paineistamista. Metallisen natriumin lämmönjohtavuus on 50 kertaa veden johtavuus Ottaen huomioon edellä mainitun korkeamman käyttölämpötilan, "Nuclear Regulatory Commission (NRC)" arvioi, että nestemäisen metallinatriumin lämmönvaihtoteho on 100 kertaa suurempi kuin veden. ja sen työteho on korkeampi kuin kolmannen sukupolven Ydinvoima on paljon korkeampi.
"Kevytvesireaktoreissa" (mukaan lukien kiehutusvesireaktorit ja painevesireaktorit) voidaan käyttää vain uraani 235:tä, jonka osuus luonnonuraanista on noin 0,72 %, mutta ei uraani 238:aa, jonka osuus luonnonuraanista on 99,28 %. Siksi ydinpolttoainesauvojen romutuksen jälkeen ydinjätteen jäännössäteily on edelleen erittäin korkea, ja fissioreaktion jälkeiset tuotteet sisältävät myös suuren määrän raskaita alkuaineita, kuten aktinideja, joita on vaikea hyödyntää ja säteilyvaarat ovat suuria Ydinjätteen käsittelystä ja säilyttämisestä on tullut ongelma kaikkialla maailmassa.
"Neljännen sukupolven" nopea neutronireaktori voi käyttää uraani-238:aa, joka on erittäin runsaasti luonnonuraania, välttääkseen valtavan ydinmateriaalien hukkaan. Nopeiden neutronien reaktorissa uraani-238 vangitsee nopeita neutroneja ja käy läpi kaksi beetahajoamista, jolloin muodostuu plutonium-239, joka toimii "radioisotooppitermosähköisen koneen" energialähteenä ja jota voidaan käyttää avaruusalusten ohjaamiseen. Tätä "yksi kala, kaksi kalaa" -ominaisuutta kutsutaan ydinfysiikassa "jalostukseksi", ja nopeita neutronireaktoreita kutsutaan siksi myös "nopeiden neutronien kasvattajareaktoreiksi".
Korkeampi tehokkuus tarkoittaa suurempia voittoja. Kukapa ei haluaisi niin hyvää? Nopeat neutronireaktorit eivät ole uusi käsite Jo vuonna 1951, ensimmäinen ydinvoimala, joka tuotti sähköä, "Experimental Breeder Reactor No. 1" (EBR-1), käytti nopeiden neutronireaktorien periaatetta jäähdytysneste on nestemäistä natriumkaliumseosta.
Teoria on kuitenkin erittäin edistynyt, mutta sovellus ei pysy perässä. Tiede on erittäin täydellinen, mutta tekniikka on vaikea toteuttaa kestää vuosikymmeniä tai jopa sukupolvia. Varhaiset nestemäisen metallin nopeat jalostusreaktorit eivät pystyneet voittamaan nestemäisen metallin natriumin korroosiovaikutusta säiliöiden ja putkien päällä.
Metallinatrium on erittäin reaktiivinen Se hapettuu voimakkaasti ja palaa joutuessaan alttiiksi vedelle. Siksi teollisessa käytössä natrium on liotettava kerosiiniin.
Historiallisesti suurin osa nestemäisten metallien nopeista jalostusreaktoreista ei päättynyt hyvin: Japanissa vuonna 1986 rakennetun "Monju"-reaktorin jäähdytysjärjestelmässä oli vuonna 1995 halkeama, joka vuoti 640 kiloa natriumhöyryä ja aiheutti tulipalon on jatkunut toimintahäiriönä, Dongran Groupin asioiden osaston apulaisjohtaja teki itsemurhan hyppäämällä rakennuksesta anteeksi. Hän ei kuitenkaan pystynyt pelastamaan tilannetta, ja reaktori suljettiin lopulta. Ranskassa vuonna 1976 rakennettu Superphénix oli aikoinaan maailman suurin jalostusreaktori. Se koki myös korroosiota ja vuotoja nestetypen jäähdytysjärjestelmässä. Se suljettiin lopulta vuonna 1997 erilaisten ongelmien vuoksi.
Tällä hetkellä ainoat "natriumjäähdytteiset reaktorit" maailmassa ovat edelleen toiminnassa Venäjän BN600 ja BN800. Entisen Neuvostoliiton laivaston tieteen ja teknologian suuri harppaus käytti "natriumjäähdytteisiä reaktoreita" Tyypin 705 ydinsukellusveneessä, mikä johti toistuviin ydinonnettomuuksiin: K-64- ja K-123-veneissä molemmissa tapahtui suuria ydinonnettomuuksia. natriumjäähdytysnesteputkiston viat. Yhdysvallat, joka on teknisesti edistyneempi, ei ole paljon parempi, vuonna 1957 käyttöön otettu SSN-575 on Yhdysvaltain armeijan ainoa ydinsukellusvene, joka käyttää "natriumjäähdytteistä reaktoria". vuotoonnettomuus, joka johti sen purkamiseen vuonna 1958. "Natriumjäähdytteinen reaktori" korvattiin suhteellisen taaksepäin paineistetulla vesireaktorilla.
Vasteena metallisen natriumin vaaroille tiede- ja teknologinen yhteisö on työskennellyt väsymättä vuosikymmeniä ja kokeillut erilaisia materiaaleja, kuten elohopeaa, lyijyä, tinaa, natrium-kaliumseosta, lyijy-vismutti-seosta jne. "European Union Executive Commission" vuosina 2015–2019 investoi 6,6 miljoonaa euroa kolmen nopean neutronireaktorin demonstraatioprojektin rakentamiseen, lämpöhydraulisen simulaation ja SESAME:n tutkimuksen kokeellisen suunnitelman arvioimiseen, metallinesteiden virtauksen tutkimiseen putkistoissa ja ydinreaktoreissa ja niiden vaikutuksiin laitteet, jotka keskittyvät nanojäähdytyksen tutkimukseen, luovat perustan lyijyjäähdytysteknologian kehitykselle.
Vaikka metallisen natriumin turvallisuuskysymys olisi ratkaistu, on silti olemassa ydinaseiden turvallisuusongelma, joka on ratkaistava. Tällä hetkellä suosittua kolmannen sukupolven ydinvoiman "kevytvesireaktoria" ei voida käyttää ydinaseisiin, ja sitä pidetään mallina "ydinenergian rauhanomaisesta käytöstä". "Fast Breed Reactor" -reaktorin reaktiotuote, plutonium-239, on kuitenkin aselaatuista ydinmateriaalia. Toinen Nagasakin vuonna 1945 räjäyttänyt atomipommi oli plutoniumpommi. Tämä on myös syy siihen, miksi Venäjä vaatii ylläpitämään "natriumjäähdytteisiä reaktoreita" ja Pohjois-Korea rakentaa raskasvesireaktoreita. Molemmat reaktorityypit voivat tuottaa aselaatuista plutonium-239:ää, jota voidaan käyttää ydinaseiden valmistukseen.
Siksi "Kansainvälinen atomienergiajärjestö" korostaa, että mailla, joissa on "nopeita jalostusreaktoreita", on oltava selkeämmät politiikat ja valvontatoimenpiteet. Mutta historiallinen kokemus kertoo: inhimillisiin heikkouksiin perustuva "johtamisen vahvistaminen" on epäluotettavinta. Vertailun vuoksi seuraava tekninen idea on hieman luotettavampi: muuta ydinpolttoainesauvan rakenne kokonaan niin, että ensiötäyteainetta voidaan käyttää suoraan, kunnes se on kokonaan romutettu, eikä sitä voida turvallisesti poistaa "huollon" varjolla. keskellä, jotta vältetään fissiotuotteen plutoniumin salaaminen jalostaminen ja varastaminen, jos joku laittomasti purkaa tai varastaa, hän altistuu tappavalle ydinsäteilylle ydinterrorismin riskin välttämiseksi.
Suuremman riskin hankkeita tulisi rakentaa suhteellisen autioille, suljetuille ja harvaan asutuille alueille. Onnettomuustapauksissa haitat, yleisen mielipiteen hallinta ja korvaukset jäävät suhteellisen vähäisiksi. Wyoming, jossa Bill Gatesin ja Buffetin sijoittama "neljännen sukupolven" natriumjäähdytteinen reaktori sijaitsee, sijaitsee Yhdysvaltojen länsiosassa ja on Yhdysvaltojen vähiten väkirikkain osavaltio. Tämä on linjassa yllä olevan tavanomaisen kokemuksen kanssa.
Kysymys kuuluu: Onko Bill Gatesin tieteellinen tutkimusryhmä ratkaissut kaikki nestemäisen metallin nopean jalostusreaktorin tekniset ongelmat, joita on kokeiltu ja epäonnistunut yhä uudelleen ja uudelleen viime vuosikymmeninä? Onko ydinteknologian turvallisuus ja ydinaseturvallisuusratkaisut todella taattu luotettavasti? Vuoteen 2035 mennessä tulee viisi uutta ydinvoimalaa. Ovatko tekniikat ja prosessit todella kypsiä? Tämä on tietysti Bill Gatesin liikesalaisuus, ja ulkomaailma voi varmistaa sen vain ajan kuluessa.
Ydinvoimaaiheen lisäksi on olemassa myös ei-ydinvoimaa, mutta siihen liittyvää teknologiaa, nimittäin Natrium-reaktoria tukeva sulan suolan energian varastointijärjestelmä. Se voi varastoida ylimääräistä energiaa, kun ydinvoiman tuotanto on huipussaan ja kun markkinoiden energiankulutus on huipussaan, Natrium-reaktoria ei tarvitse ylikuormittaa, mutta se voi lisätä tehoa 155 MW:lla kysyntään, se varmistaa myös ydinvoimalaitosten sekä voimansiirto- ja muuntoverkkojen moitteettoman toiminnan ja turvallisuuden.
Sulan suolan energian varastointijärjestelmä käyttää ydinvoimaloiden ylijäämäenergiaa turvallisten ja halpojen epäorgaanisten suolojen, kuten natriumnitraatin, kaliumnitraatin ja kalsiumnitraatin, sulattamiseen korkean lämpötilan laavasäiliöissä valtavien lämpöenergiamäärien varastoimiseksi. Kun se vapauttaa energiaa, korkeassa lämpötilassa sulanut suola kulkee lämmönvaihtimen läpi ja käyttää höyrygeneraattoria tuottamaan sähköä. Tätä energian varastointimenetelmää kutsutaan "lämpöenergian varastoimiseksi TES:ksi". Tämä energian varastointimenetelmä voi hidastaa lämpöenergian häviämistä Tiede- ja teknologialehti "Journal of Energy Storage" huomauttaa, että uutta teknologiaa käyttävä varastosäiliö käyttää noin 125 cm paksua eristyskerrosta ja kuukausittain. energiahäviö on vain 5 %, TES voi varastoida energiaa kuukausiksi tai jopa eri vuodenaikoina.
Verrattuna litiumioniakkuihin, jotka menettävät energiasta keskimäärin vain 0,5–1 % kuukaudessa, sulan suolan energian varastointijärjestelmien energiavarastovaikutus ei ole niin hyvä ja energiahäviö on suurempi. Sen mineraalisuolat ovat kuitenkin edullisia, turvallisempia, eikä niihin liity kemiallisen energian varastoinnin, kuten litiumionien, aiheuttamia valtavia ympäristön saastumisriskejä.
Tämän tyyppistä sulan suolan energian varastointijärjestelmää voidaan käyttää ydinvoimaloiden lisäksi myös aurinkoenergian tuotantojärjestelmissä. Vuonna 2018 Espanjassa syntyi Gemasolar, ensimmäinen lämpövoimala, joka voi tuottaa sähköä 24 tuntia vuorokaudessa. Se on sijoitettu autiomaaseen peilimatriisina Sulan suolan voimatorni pystytetty keskelle sivustoa Sen sisätilat Säilytä seos, jossa on 60 % natriumnitraattia + 40 % kaliumnitraattia. Kun aurinko ei paista yöllä sulan suolan lämmön vapautumisen vuoksi, se voi silti tuottaa vakaata tehoa 15 tuntia sen 19,9 MW:n teholla voi tarjota vakaata sähköä 27 500 kotitaloudelle.
Sulan suolan energiaa varastoiva lämpöaurinkovoimalaitos ei ainoastaan ratkaise perinteisten aurinkopaneelien heikkoutta, joka ei pysty tuottamaan sähköä ilman auringonvaloa, vaan käyttää myös heijastavia peilejä aurinkosähköpaneelien sijaan, mikä vähentää aurinkosähkön tuotannon aikana syntyvän energian määrää. suuret raskasmetallisaasteet ja käytöstä poistettujen aurinkosähköpaneelien pysyvä vaikutus ympäristöön.
Chile näki onnistuneen Espanjan tapauksen ja käynnisti Alba-projektin vuonna 2019. Se aikoo muuttaa kaikki hiilivoimaloita aavikkoalueillaan sulan suolan aurinkovoimalaitoksiksi, joiden asennettu kapasiteetti on 560 MW. Lopulta se toivoo poistavansa kokonaan perinteiset fossiiliset polttoaineet vuoteen 2040 mennessä. Polttoainevoiman tuotantomenetelmä. Tämä ei tarkoita vain ympäristönsuojelua. Chilelle, jolta puuttuu fossiilinen energia, jos se voi korvata energian aurinkoenergialla uudella rakenteella ja vakaalla sähköntuotannolla 24 tuntia vuorokaudessa, se voi säästää paljon arvokasta valuuttakurssia, joka alun perin oli. käytetään tuomaan energiaa.
Bill Gatesin Natrium-reaktori + sulan suolan energian varastointijärjestelmä, jos se onnistuu, parantaa epäilemättä huomattavasti ydinenergian sähköntuotannon etuja. Mitä tulee Buffettiin, joka on aina ollut ovela ja laskelmoiva, hän tekee harvoin virheitä. Tällä "neljännen sukupolven ydinvoimalla" voi olla laajat markkinanäkymät.
Toinen ajattelunäkökulma on: asOpenAISen takana oleva suurin sijoittaja, Bill Gates, joka on myös tieteen ja tekniikan taustalla oleva mies, on jo pitkään ymmärtänyt, että tekoälyn/AGI:n tutkimus- ja kehitystyö kuluttaa paljon energiaa ja hänen käsissään on ydinvoima sekä sulan suolan energian varastointijärjestelmä ylimääräisellä energialla ei vain voi saavuttaa koko järjestelmän turvallisuutta, vaan myös vähentää AI/AGI-tutkimuksen ja -kehityksen energiankulutuskustannuksia.
Tämä on sama kuin Musk, toinen alkuperäinen teknologiajätti. Musk sijoitti SolarCityyn hyvin varhain, mikä osoittautui suureksi merkitykseksi Teslan osakekurssin ja brändin arvon nostamiselle. Mitä syvemmälle, Muskin kuvauksessa tekoälybrändien xAI ja Neuralink tulevasta kehityksestä mainittiin selvästi AI/AGI-tutkimus ja -kehitys Kysymys energiankulutuksesta, kahdella maailman rikkaimmalla miehellä "tietää juurensa" on todella sama visio.
• (Tämä artikkeli on vain kirjoittajan henkilökohtainen mielipide, eikä se edusta tämän sanomalehden kantaa)
Kerää ja järjestele viimeisimmät uutiset ja tee ne kaikkien tarkastettavaksi ilmaiseksi.
