876亿美金，比尔盖茨想用什么改变世界？
2017-08-21 · 每天多一点知道
百度知道日报
比尔·盖茨曾经在几个场合下表示，他有三个理想。
第一个理想是每个人有一台电脑，都用上windows系统，这个他基本上实现了；
第二个理想是消灭艾滋病、结核病和疟疾，每个人有平等的医疗机会。而这个理想，他和他的团队正在做，捐钱无数。
那他的第三个理想又是什么呢？
让穷人都能够用上清洁经济的电
是的，这就是比尔盖茨的第三个理想：让穷人能够用上清洁经济的电！
怎么实现？
技术！
什么技术？
核技术！
如上图，我们的孩子以及中国的学生，不会因为家里用不起电而跑到街上借助路灯看书，但是，在世界上的某些国家和地区，这样的情景并不少见。
很多人反对核电，这是不争的事实。然而，另一个不争的事实是，越来越多的人正在因为一天的雾霾而影响了一天的心情。尤其是北京最近的雾霾，更是牵动了中国北方亿万人民的心。
很多人津津乐道于德国放弃核电，却不知德国每天都在用着来自法国的核电。
还有人说，我国铀资源少，发展核电不是根本之道。
真是这样吗？在天然铀中只占0.72%的铀235提供了那么大的电力，它们比金子还要宝贵，现在，就让我们一起来看看，如何点石成金——利用其余那99%的铀。
中子是关键
中子离我们很近很近，人体中很大一部分质量都是由中子提供的。在核电站中，中子又是必不可少的一环，它们就像一颗颗小子弹，不断地去击中铀235。
子弹的速度有快有慢，同样，中子的速度也如此，在反应堆中，铀235释放的中子叫做快中子，它们的速度大约是1.4万千米/秒，接近于光速的5％。
虽然快中子是铀235裂变放出来的，但铀235其实并不怎么喜欢自己鼓捣出来的东西，原因是快中子的速度太快了，中子在堆内停留时间太短。
这麻烦了，你要是不喜欢你自产的快中子，怎么让你们维持链式反应呢亲？
铀235不管这些，它还是喜欢慢中子，也叫热中子，即速度为2.2千米/秒的中子。
还能怎样？为了清洁的核电，只能去满足它了，所以得把中子的速度降下来，怎么降？
重水！
这又是个什么东西？
我们都知道氢有三种同位素，分别是氕（pie）氘（dao）氚（chuan），水分子H2O中的那个“氢”如果是氕，那么这样的水就是你天天喝的白开水，学术上咱们叫它“轻水”。
如果水分子中的那两个“氢”，一个是氕一个是氘，那么这样的水就叫“半重水”。
如果两个都是氘，那这样的水就叫“重水”。同理，如果两个都是氚，那就叫超重水。
重水对快中子有非常好的慢化效果，所以，如果使用重水当核电站的慢化剂和冷却剂，那是最好不过了，而这样的反应堆，就叫做“重水堆”。
但是重水很难提炼因此很贵，加上其他种种原因，所以只能退而求其次，使用咱们平时喝的白开水（当然，这是要多次提纯的），使用普通水的反应堆叫做“轻水堆”。而《一起愉快地聊核电》前面文章说的压水堆，它其实只是轻水堆的一种而已。
铀235不怎么喜欢快中子，但是对于铀238来说却是一个宝，它吸收一个快中子后会变成什么呢？
当然是铀239啦！
铀239是不稳定的，经过几天时间，因自身衰变后，会变成钚239，而钚239跟铀235一样，很容易发生裂变，且放出的能量比铀235还要大那么一点儿。
您瞧，原来这里的关键是快中子！
可是铀235不喜欢快中子呀！
怎么办？
其实，快中子之所以不能让铀235维持链式反应，这不是因为铀235绝对不吸收快中子，而是吸收的概率比较小而已。
你早说嘛，既然概率比较小，那就把概率搞大呗！
对头，在核燃料中增加铀235的浓度，如此，快中子与它反应的概率，也就是反应截面就增加了。
现在，链式反应可以维持了。
快中子也有了。
每一个铀235（或者钚239）裂变会产生2到3个快中子，这些中子呢，有的去维持下一步的裂变反应，有的被铀238吸收，于是，反应堆中，每消耗一个铀235（或者钚239），就会产生一个以上的钚239，瞧，核燃料不是越烧越少，而是越烧越多，它居然还能增殖！
所以，这样的反应堆，咱们就叫它“增殖反应堆”，又因为堆内主要是快中子，所以又叫“快中子增殖反应堆，”简称快堆。而前面咱们介绍的压水堆，它也可以归类到“热堆”里面，因为它使用的是热中子。
快堆的优势
现在的核电站对铀资源的利用率不足1%，而如果快堆技术成熟后，那么对铀资源的利用率将达到70%左右，又因为利用率提高了，那么，之前根本不具备开采价值的贫铀矿，甚至是海洋中的铀资源也变得值得开采了，如此，世界上可开采的铀资源将提高千倍，而我国铀资源少的问题也将迎刃而解。
中国的快堆
我国的“华龙一号”属于先进的第三代反应堆，而“快堆”技术则属于各国争相发展的第四代反应堆。距离天安门直线距离不到40千米的房山有一座实验性质的快堆——中国实验快堆，2011年7月21日成功实现并网发电，发电功率20兆瓦。
瞧，这也从另一个角度反驳了一些人的观点：核电那么安全，怎么不建在北京？
只要各方面条件合适，比如占地少等等，这不就建了吗？
中国实验快堆采用金属钠作为冷却剂，它属于钠冷快堆；同理，使用氦气作为冷却剂的叫做气冷快堆。
行波堆
比尔盖茨为了实现其第三个理想，筹资建立了一家能源公司，发展一种叫做“行波堆”的反应堆技术。虽然很多细节上跟目前世界上主流的快堆技术有所不同，但其出发点依然还是实现对核燃料铀238的充分利用。
行波堆示意图，黄色的为正在反应的核燃料，绿色的为待增殖的核燃料，运行时，一边消耗核燃料一边又生产核燃料，核燃料利用率很高，燃烧和增殖就像一个波一样，从反应堆的一端慢慢移动到另外一端，所以叫做行波堆。裂变区的移动速度极其极其缓慢，可以数十年不用换燃料（wiki和某篇英文文章上说，裂变区的移动速度为一年移动1厘米，但这个数据还需要多番核实，仅做参考而已）。
无疑，不管是比尔盖茨看好的，这种难度很大的“行波堆”技术，还是目前世界主流的快堆技术，任何一个在未来获得成功都是全人类的福音。
虽然快堆技术令人向往，但还是有人不这么看，他们的观点是：我家住在四季如春的地方，夏天不用开空调，连风扇也不用，冬天不用电取暖，我们并不需要那么多电。
好吧，我们暂时认为这样的人间美地是存在的，但是，你总得消费，而你消费的每一样东西都会有电力的成本在里面，你买到的任何商品都直接或间接地包含了电价，电力供应不足，电就会涨价，商品的成本也会跟着涨。反之，若电力能极其廉价地生产出来，那么绝大部分商品的价格也会跟着降。
虽然我们对家里的宽带有这样或那样的埋怨，但一个事实却无法否认：十几年前，谁要是听说谁家安装了两兆的宽带，都会一脸羡慕的表情，而现在，普通家庭的宽带可以到20兆，50兆带宽也在逐年增多，但是价钱，却还没有以前的两兆宽带贵，这是光纤技术带来的。
能源消费有且只有两种趋势，要么越来越贵，要么越来越便宜。而现在的趋势是越来越贵，放心，它一点儿也影响不了那些有钱人，但我们普通大众就不同了。
算啦不说了，这湿冷的冬天，因为舍不得开取暖器，身上有点儿小冷，我得出去抖一抖，再见！
（寒木钓萌注：本文由“科普中国”出品，《一起愉快地聊核电》系列文章已发布5篇，后面还有，请您关注）
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