APP下载

热词

2012-06-06

科技传播 2012年10期
关键词:核电高温

高温气冷堆

高温气冷堆,通俗地说,反应堆就是“原子锅炉”,是通过控制核燃料的反应来产生原子能的装置。通常,反应堆的核燃料是铀235,在中子的作用下能够产生核裂变。一个铀235原子核吸收一个中子以后,会分裂成两个较轻的原子核,以热的形式释放出能量,并产生两个或者三个新的中子。在一定的条件下,新产生的中子会引发其他的铀235原子核裂变,这种反应延续下去,就是“链式裂变反应”。要形成“链式裂变反应”,不仅铀235要达到一定数量,还必须用慢化剂把高能量的中子减慢为“热”中子。控制反应堆中核燃料的反应使核能缓慢释放,并用载热剂从反应堆中导出热量,就能对核能加以利用。

现在世界上大部分反应堆用的是金属管棒状燃料元件,载热剂是水,不耐高温。即使是压水堆,最高温度也只能达到328摄氏度。而高温气冷堆的载热剂是氦气,用石墨作为慢化剂和结构材料,通过高科技工艺制造球形包覆燃料元件。它的堆芯温度可达1600摄氏度,氦气出口的温度高达900摄氏度,这是其他任何类型的反应堆都达不到的。

国核能源实验室35kV变电站

等待中的“石岛湾”

2011年3月初,我国第一座高温气冷堆商业化示范电站——山东荣成石岛湾高温气冷堆核电站项目即将启动。核电业内人士说:“全世界这个领域的科学家从上世纪80年代开始,就梦想着能研究出具有固有安全性,并能够提供高温热能的先进核反应堆,现在由中国人第一个走上了建设商业示范电站的阶段。”然而,一切并没有他们希望的那么顺利,突如其来的福岛核危机让一切变得不同。

福岛事件之后,国务院做出了“关注核电工程质量,确保核电安全运行”的指示。能源局与科技部的相关官员接受本报记者采访时都一再强调:“核电站选址设计时应充分考虑各类极端事故先后发生或同时发生的叠加状况,在规划设计中,安全,永远都是第一位的。”为此,中国对现役核电站进行了安全大检查,并暂停了新项目的审批。

商业空间值得期待

“石岛湾”处在悬停之中等待其最终的“号令”,与此同时,对于高温气冷堆经济性与安全性的探讨也仍在继续。

“国家对于核电项目的批准是非常审慎的,尤其是高温气冷堆作为一种新技术,需要充分验证其安全性。”一位核电业内专家对记者表示。另一方面则是出于对核电整体布局的考虑。目前,三大核电公司(中核集团、中广核集团、国家核电技术公司)与包括华能集团、中电投集团在内的五大发电集团角逐核电这块上万亿的大蛋糕。

清华大学核研院相关专家认为,高温气冷堆的安全性得到了世界广泛认可,日本福岛事故对先进堆有巨大的促进意义。但就发电而言,压水堆核电站仍然是主力,高温气冷堆仅是压水堆核电站的一种补充,可以在高温工艺热和制氢方面取得很好的应用,而且高温气冷堆的出口前景很好。

研究一直在不断进展

“高温气冷堆”是国家科技重大专项以及核电战略中非常重要的一部分已经是无可争论的事实。作为专项的主要承担者,清华大学核研院的研究从未因为外界环境的变化而稍有放缓,过去一年里,高温气冷堆研究取得了非常显著的进展。

高温气冷堆是世界上正在研发的核电第四代技术,具有高安全性,能满足安全、经济、可持续发展的要求,废物极少生成,核扩散的风险很低,在机组失稳失水、控制捧失控等情况下,也不会出现日本福岛核电站泄漏情况,是里程碑式的堆型。但是,从高温气冷堆技术转变成一座电站却是非常艰难、复杂的过程,除了对技术的依赖,更有对设备的严格要求。

2011年12月,上海鼓风机厂有限公司承担设计制造的国家科技重大专项研发课题——高温气冷堆核电站燃料球输送用氦气压缩机,经过72小时连续运转试验达标后,通过了清华大学核研院的型式试验的出厂验收。这一成果将用到山东荣成核电站的建设中。

OLED

在第十四届北京国际科技产业博览会展览会上,京东方展出的19英寸裸眼3D液晶面板图/CFPOLED即有机发光二极管。与目前被广泛使用的平板显示器LCD(液晶显示器)相比,OLED具有主动发光、宽温、高对比度、超轻薄、耐低温、响应速度快、功耗低等特点,而且更适合柔性显示和3D显示。若采用可挠式基板,则可变化成不同形状,被誉为“梦幻显示器”。是目前国际高新技术领域的一个研究热点和投资热点,有望成为新一代主流平板显示器。AMOLED即主动式有机电激发光二极管。PMOLED即被动式有机电激发光二极管。

OLED仍处于产业化初期,很多技术层面的优势还没有体现到产品应用上新型显示技术包括TFT-LCD(薄膜晶体管液晶显示器)、PDP(等离子体显示器)、OLED(有机发光显示器)等。其中,TFT-LCD液晶显示器目前占有市场90%以上的份额,已成为市场主流技术。

相比于传统的LCD液晶电视,OLED有着机体薄、对比度高、色彩丰富、分辨率高、视角宽广、耗电量低等诸多优点。另外,由于OLED内没有液体分子,其抗震性能更好、耐低温、结实耐用。同时,与毫秒级响应的TFT-LCD面板相比,OLED的响应时间是其几千分之一,不会出现拖尾和动态画面抖动的问题。

那么,如此优异的技术为什么始终无法广泛应用到电视上呢?“这是因为生产大尺寸OLED面板时的良品率极低,让OLED电视的制造成本非常高昂。”全国政协委员、中科院院士欧阳钟灿说。毫无疑问,作为新兴显示技术和产业,与已经非常成熟的LCD技术和产业相比,OLED仍处于产业化初期,很多技术层面的优势还没有体现到产品应用上。

而PDP等离子,除了日本松下还在做,其他都向中国大陆转移,其市场份额不足10%,谁胜谁负已经不用讨论。目前平板显示产业的技术竞争已经围绕下一代核心技术OLED展开。

我国下一代显示技术OLED领域与国际巨头处于同一起跑线上

在2011年,中国显示产业的一件大事是作为显示领域领军者,京东方宣布在鄂尔多斯投建第5.5代AMOLED生产线。“这条生产线也是当今世界第二条5.5代AMOLED生产线。不仅表明京东方的自主创新的技术能力在迈上新高度,而且意味着京东方在下一代显示技术OLED领域与国际巨头处于同一起跑线上。只要政府持续不断的支持,我国新型显示科研与产业就一定能赶超世界一流水平。”欧阳钟灿说。

虽然OLED仍处于产业化的初期,但是“正因为处于这样一个阶段,OLED技术创新和产业发展空间非常大,为我国显示产业和显示企业通过自主创新掌握核心技术并在高端显示技术方面参与国际竞争提供了宝贵机遇。”清华大学副校长邱勇教授说。

据了解,清华大学和维信诺公司通过自主创新,2010年12月打通了LTPS-TFT背板和OLED显示屏制造工艺技术。2011年12月又推出了12英寸的OLED全彩显示屏,这是国内目前最大尺寸的OLED全彩显示屏。目前正在筹划高世代线的建设,5年内将建设一条可生产30英寸以上电视产品的AMOLED生产线,标志着我国OLED技术和产业化已经取得了关键性突破,在高端显示技术方面具备了较强的国际竞争力。

在发改委、工信部的支持下,在OLED显示产业也有长足的发展布局。除了清华维信诺之外,还有汕尾信利、上海天马、佛山彩虹等多家企业从事小尺寸PMOLED的研发和生产。此外,不少显示终端厂商也开始涉足OLED产业。如长虹在2008年开始建设PMOLED生产线,TCL、创维与华南理工大学合作研发和产业化,电子科技大学和京东方也共同建立了OLED联合实验室。

OLED和TFT-LCD并不是一种替代的关系,而是具有极大的产业共通性和承接性

欧阳钟灿说,发展OLED产业一方面要持续关注技术发展的动向,对技术发展趋势有清晰的把握;另一方面要关注技术和产业发展的延续性和继承性,要积极利用现有基础,联合产业链上下游资源,寻找技术攻关的突破口。

事实上,OLED和TFT-LCD并不是一种替代的关系,而是具有极大的产业共通性和承接性。AMOLED关键的驱动背板部分与现有的TFT阵列工艺在大部分的设备与技术方面均可共用,通过对现有TFT生产线少量的改造和设备的增添就能满足未来AMOLED的开发与生产,可以看成是TFT技术的延续。

因此,对已掌握TFT-LCD技术的生产厂家转入这两种技术的AMOLED是比较轻而易举的。

据了解,我国完全掌握TFT-LCD技术的京东方公司北京8.5代线去年6月顺利投产,并且仅仅两个月产品良品率已达90%以上。在此之前投产的京东方合肥6代线,良品率也达到世界一流。

这不仅结束了中国平板显示产业不能生产大尺寸电视屏的历史,更为关键的是,标志着中国企业完整掌握了自主的产品创新、自主的高品质制造工艺,自主的建设高世代生产线的关键技术能力。

OLED产业国际竞争体现为国家之间的竞争

OLED产业在国际范围内的竞争已不单是企业间的竞争,而体现为国家之间的竞争。欧美、日韩均已制定了OLED产业战略规划。

韩国政府在2010年5月19日推出的《显示器产业动向及应对方案》中,已经将OLED产业列为中长期发展目标。为配合这个目标,政府投资85万亿韩元,进行5.5代AMOLED面板的工艺转换和核心有机材料的开发。近期三星和LG已经宣布将投资重点放在OLED技术上。LG已为OLED技术的发展投资了大约35.6亿美元,而三星仅2012年的OLED投资将超过40亿美元。根据最新的OLED-Info newsletter March 2012发布的消息,三星将在4月1日成立投资65亿美元的“三星显示”新公司以加快OLED超越LCD进程。

海外地区培育平面显示有全球竞争力企业所需的巨额发展资金大多采用政府支持、市场化运作的方式解决。

一是在资本市场上政府鼓励投资机构购买企业发行的股票;

二是政府鼓励银团给予企业提供长期低息贷款支持。

数据表明,早在1979年开始,日本通产省经光电产业技术振兴协会联合16家企业资助8.2亿美元为期10年的液晶显示产业化基础研究计划,受助企业要匹配70%研究经费。2011年年底,为抢占苹果iPad、iPhone引发的中小尺寸平板显示突破性的需求,又在《企业创新联盟》框架下投资25亿美元(占股70%到80%)组织日立、索尼与东芝成立世界最大的中小尺寸LCD触摸屏及OLED显示屏新公司。而韩国:1990年起组成大专院校、100多家企业参加的“平面显示器研究联盟”,每年政府投入30亿韩元支持经费。台湾地区:在“两兆双星”计划框架中,从1991年到2002年,“政府”投入70亿新台币支持显示产业研发与产业化,2004年又投入17亿。

猜你喜欢

核电高温
高温干旱持续 农作物亟须“防护伞”
高温季蔬菜要如此培“根”固本
全球高温
第四代核电 高温气冷堆
百年初心精神 点亮核电未来
持续高温农作物也需“避暑”
2020年核电活动安排
高温来袭,警惕寒湿作祟
中国核电等待重启
走进核电全产业链