第一篇：核能可持續發展

核能可持續發展

核能(nuclear energy)是人類歷史上的一項偉大發現，這離不開早期西方科學家的探索發現，他們為核能的應用奠定了基礎。

1895年德國物理學家倫琴發現了X射線。1896年法國物理學家貝克勒爾發現了放射性。1905年愛因斯坦提出質能轉換公式。

1938年 德國科學家奧托·哈恩用中子轟擊鈾原子核，發現了核裂變現象。1942年12月2日美國芝加哥大學成功啟動了世界上第一座核反應堆。1954年蘇聯建成了世界上第一座核電站------奧布靈斯克核電站。在1945年之前，人類在能源利用領域只涉及到物理變化和化學變化。二戰時，原子彈誕生了。人類開始將核能運用于軍事、能源、工業、航天等領域。美國、俄羅斯、英國、法國、中國、日本、以色列等國相繼展開對核能應用前景的研究。

大自然的奉獻與人類的聰明才智的結合締造了核能，一個世紀的時間，核能已經成為了世界能源家族中最重要的一員了。在今天，核能主要有四個作用：

第一也是最主要的用途即用于電力生產。當今世界面臨的最大問題之一就是能源短缺。像石油、天然氣、煤炭，這些化石燃料不但是污染源，而且終將耗盡。此外，從石油中可以提煉石油化工產品或更有價值的產品，所以應該節約使用石油?，F在世界上許多國家，特別是工業國家幾乎都用核能發電，世界16%的電也是通過核能保障的。世界上六分之一的電是由核電站生產的?，F在許多國家還在繼續建造核電站。

第二個用途即發展醫學技術?，F在核技術的發展越來越使醫學技術受益，許多病癥需要用放射性物質來治療和預防。如：核放射和核藥物對確診和治療癌癥就有很大的功效?？茖W家們制造了各種核放射儀器，用其確診腦癌、腸癌、前列腺癌和乳癌。這些機器對醫生對癥下藥提供了很大幫助。此外，核放射物還能確診甲狀腺、傳染病、關節炎、貧血等癥狀，這使醫學越來越依賴于核技術?，F今可以用核能而發明的“CT”和核磁共振來確診每個人身體上不適的地方，并且其誤診率非常低。

第三個用途即用于處理食物。核技術對食品的影響也越來越大，如有些容易腐壞的食品，現今可以通過核放射物處理就不易腐壞。與此同時，專家們利用核技術消滅食物和植物中的病毒，從而延長事食物的有效期。核技術對食品的另一益處是改變事物食物基因，提高植物質量。伊朗北部古爾岡市農業與自然資源學院的副校長拉希米揚博士說：‘核技術還能用于改變植物基因，以增加植物的種類，從而挑選優質品種?？茖W家還能利用核技術提高農作物的產量和質量，并且使農作物抵御各種災害?！?/p>

第四個用途為用于其他事物。如，在和技術的幫助下，可以勘探地下水源，或發現水壩受損或滲水。此外核技術還能淡化水，能掃雷。也還可以幫助獸醫，對畜牧業產品的質量有一定的提高作用。核能是人類最具希望的未來能源。目前人們開發核能的途徑有兩條：一是重元素的裂變，如鈾的裂變；二是輕元素的聚變，如氘、氚、鋰等。重元素的裂變技術，己得到實際性的應用；而輕元素聚變技術，也正在積極研制之中。目前核能的原料開采除了傳統的陸地資源開采，還包括兩種新來源：海洋核能與月球核能。

月球核能：早在20世紀60年代末和70年代初，美國阿波羅飛船登月時，6次帶回368.194千克的月球巖石和塵埃。科學家將月球塵埃加熱到3000華氏度時，發現有氦等物質。經進一步分析鑒定，月球上存在大量的氦-3。科學家在進行了大量研究后認為，采用氦-3的聚變來發電，會更加安全。有關專家認為，氦-3在地球上特別少，但是月球上很多，光是氦-3就可以為地球開發1萬-5萬年用的核電。地球上的氦-3總量僅有10-15噸，可謂奇缺。但是，科學家在分析了從月球上帶回來的月壤樣品后估算，在上億年的時間里，月球保存著大約5億噸氦-3，如果供人類作為替代能源使用，足以使用上千年

在當今世界，核能已經被許多國家利用起來，主要用于發電。但是在人類利用核能的一個世紀的時間內，核電站出現過嚴重的問題，歷史上出現過最嚴重的問題應當就是切爾諾貝利核電站事故與廣島和長崎原子彈爆炸事件。

切爾諾貝利核電站事故于1986年4月26日發生在烏克蘭蘇維埃共和國境內的普里皮亞季市該電站第4發電機組爆炸，核反應堆全部炸毀，大量放射性物質泄漏，成為核電時代以來最大的事故。輻射危害嚴重，導致事故后前3個月內有31人死亡，之后15年內有6-8萬人死亡，13.4萬人遭受各種程度的輻射疾病折磨，方圓30公里地區的11.5萬多民眾被迫疏散。為消除事故后果，耗費了大量人力物力資源。廣島與長崎原子彈爆炸發生在第二次世界大戰末期，美軍在1945年8月分別在日本的廣島市與長崎市投下原子彈，這也是原子彈唯一一次在戰爭中使用。美國計劃使用曼哈頓計劃中成功制造的核武器，并分別在8月6日及9日在廣島與長崎投下小男孩原子彈及胖子原子彈。廣島約有90,000－166,000人因核爆而死亡，長崎則有60,000–80,000人死亡。這兩起事故因為其核物質的強放射性，是幾十萬人死去，并且還直接影響著后代，在切爾諾貝利發生的27年后的今天，人們依然談其色變，據專家估計，消除這場浩劫對自然環境的影響需要800年，而持續的核輻射則會延續10萬年。在人類災難史上，這是何其嚴重的一筆?？偟膩碚f，核電的缺點可以概括為：

1．核能電廠會產生高低階放射性廢料，或者是使用過之核燃料，雖然所占體積不大，但因具有放射線，故必須慎重處理，且需面對相當大的政治困擾。

2．核能發電廠熱效率較低，因而比一般化石燃料電廠排放更多廢熱到環境裏，故核能電廠的熱污染較嚴重。

3．核能電廠投資成本太大，電力公司的財務風險較高。4．核能電廠較不適宜做尖峰、離峰之隨載運轉。5．興建核電廠較易引發政治歧見紛爭。

6．核電廠的反應器內有大量的放射性物質，如果在事故中釋放到外界環境，會對生態及民眾造成傷害

觀察到核能的缺點，同時我們也正視核能的優點。據了解，全世界已有30個國家擁有核電站。在這些國家中，有26個國家有建造更多其他核電站的計劃，而有4個國家決定不再建造核電站。另外，有15個暫未擁有核電站的國家正在準備建造屬于這些國家的核電站。法國是核電利用很高的國家，其現有59座核電站，供應全國87.5%的電量，可以說，核電是法國生活必不可少的部分。因為有了核能，我們對傳統能源不在那么擔心，面對現今世界的能源短缺，污染環境等問題，核能發電是再好不過的選擇了?？偟膩碚f，核能的優點可以概括為以下幾點；

1．核能發電不像化石燃料發電那樣排放巨量的污染物質到大氣中，因此核能發電不會造成空氣污染。

2．核能發電不會產生加重地球溫室效應的二氧化碳。3．核能發電所使用的鈾燃料，除了發電外，暫時沒有其他的用途。4．核燃料能量密度比起化石燃料高上幾百萬倍，故核能電廠所使用的燃料體積小，運輸與儲存都很方便，一座1000百萬瓦的核能電廠一年只需30公噸的鈾燃料，一航次的飛機就可以完成運送。

5．核能發電的成本中，燃料費用所占的比例較低，核能發電的成本較不易受到國際經濟情勢影響，故發電成本較其他發電方法為穩定。

我們擔心將來核能會不受控制，擔心將來核能會用于戰爭毀滅地球，但這不是取消核能的必須要求，核能清潔、高效，是無法替代的優秀能源，在發生的所有核能事件中，都是人為的疏忽或大意才造成了無法挽回的后果，有了前人的教訓，我相信每一個國家都會重視核電站的安全與核能的安全，未來是核能的天下。

第二篇：核能的可持續發展性

核能的可持續發展性

核能(nuclear energy)是人類歷史上的一項偉大發現，這離不開早期西方科學家的探索發現，他們為核能的應用奠定了基礎。

1895年德國物理學家倫琴發現了X射線。1896年法國物理學家貝克勒爾發現了放射性。1905年愛因斯坦提出質能轉換公式。

1938年 德國科學家奧托·哈恩用中子轟擊鈾原子核，發現了核裂變現象。1942年12月2日美國芝加哥大學成功啟動了世界上第一座核反應堆。1954年蘇聯建成了世界上第一座核電站------奧布靈斯克核電站。在1945年之前，人類在能源利用領域只涉及到物理變化和化學變化。二戰時，原子彈誕生了。人類開始將核能運用于軍事、能源、工業、航天等領域。美國、俄羅斯、英國、法國、中國、日本、以色列等國相繼展開對核能應用前景的研究。

大自然的奉獻與人類的聰明才智的結合締造了核能，一個世紀的時間，核能已經成為了世界能源家族中最重要的一員了。在今天，核能主要有四個作用：

第一也是最主要的用途即用于電力生產。當今世界面臨的最大問題之一就是能源短缺。像石油、天然氣、煤炭，這些化石燃料不但是污染源，而且終將耗盡。此外，從石油中可以提煉石油化工產品或更有價值的產品，所以應該節約使用石油?，F在世界上許多國家，特別是工業國家幾乎都用核能發電，世界16%的電也是通過核能保障的。世界上六分之一的電是由核電站生產的?，F在許多國家還在繼續建造核電站。

第二個用途即發展醫學技術?，F在核技術的發展越來越使醫學技術受益，許多病癥需要用放射性物質來治療和預防。如：核放射和核藥物對確診和治療癌癥就有很大的功效?？茖W家們制造了各種核放射儀器，用其確診腦癌、腸癌、前列腺癌和乳癌。這些機器對醫生對癥下藥提供了很大幫助。此外，核放射物還能確診甲狀腺、傳染病、關節炎、貧血等癥狀，這使醫學越來越依賴于核技術。現今可以用核能而發明的“CT”和核磁共振來確診每個人身體上不適的地方，并且其誤診率非常低。

第三個用途即用于處理食物。核技術對食品的影響也越來越大，如有些容易腐壞的食品，現今可以通過核放射物處理就不易腐壞。與此同時，專家們利用核技術消滅食物和植物中的病毒，從而延長事食物的有效期。核技術對食品的另一益處是改變事物食物基因，提高植物質量。伊朗北部古爾岡市農業與自然資源學院的副校長拉希米揚博士說：‘核技術還能用于改變植物基因，以增加植物的種類，從而挑選優質品種。科學家還能利用核技術提高農作物的產量和質量，并且使農作物抵御各種災害?！?/p>

第四個用途為用于其他事物。如，在和技術的幫助下，可以勘探地下水源，或發現水壩受損或滲水。此外核技術還能淡化水，能掃雷。也還可以幫助獸醫，對畜牧業產品的質量有一定的提高作用。核能是人類最具希望的未來能源。目前人們開發核能的途徑有兩條：一是重元素的裂變，如鈾的裂變；二是輕元素的聚變，如氘、氚、鋰等。重元素的裂變技術，己得到實際性的應用；而輕元素聚變技術，也正在積極研制之中。目前核能的原料開采除了傳統的陸地資源開采，還包括兩種新來源：海洋核能與月球核能。

海洋核能：不論是重元素鈾，還是輕元素氘、氚，在海洋中都有相當巨大的儲藏量。鈾是高能量的核燃料，1千克鈾可供利用的能量相當于燃燒2050噸優質煤。然而陸地上鈾的儲藏量并不豐富，且分布極不均勻。只有少數國家擁有有限的鈾礦，全世界較適于開采的只有100萬噸，加上低品位鈾礦及其副產鈾化物，總量也不超過500萬噸，按目前的消耗量，只夠開采幾十年。而在巨大的海水水體中，卻含有豐富的鈾礦資源。據估計，海水中溶解的鈾的數量可達45億噸，相當于陸地總儲量的幾千倍。如果能將海水中的鈾全部提取出來，所含的裂變能可保證人類幾萬年的能源需要。不過，海水中含鈾的濃度很低，1000噸海水只含有3克鈾。只有先把鈾從海水中提取出來，才能應用。而要從海水中提取鈾，從技術上講是件十分困難的事情，需要處理大量海水，技術工藝十分復雜。但是，人們已經試驗了很多種海水提鈾的辦法，如吸附法、共沉法、氣泡分離法以及藻類生物濃縮法等

月球核能：早在20世紀60年代末和70年代初，美國阿波羅飛船登月時，6次帶回368.194千克的月球巖石和塵埃?？茖W家將月球塵埃加熱到3000華氏度時，發現有氦等物質。經進一步分析鑒定，月球上存在大量的氦-3?？茖W家在進行了大量研究后認為，采用氦-3的聚變來發電，會更加安全。有關專家認為，氦-3在地球上特別少，但是月球上很多，光是氦-3就可以為地球開發1萬-5萬年用的核電。地球上的氦-3總量僅有10-15噸，可謂奇缺。但是，科學家在分析了從月球上帶回來的月壤樣品后估算，在上億年的時間里，月球保存著大約5億噸氦-3，如果供人類作為替代能源使用，足以使用上千年

在當今世界，核能已經被許多國家利用起來，主要用于發電。但是在人類利用核能的一個世紀的時間內，核電站出現過嚴重的問題，歷史上出現過最嚴重的問題應當就是切爾諾貝利核電站事故與廣島和長崎原子彈爆炸事件。

切爾諾貝利核電站事故于1986年4月26日發生在烏克蘭蘇維埃共和國境內的普里皮亞季市該電站第4發電機組爆炸，核反應堆全部炸毀，大量放射性物質泄漏，成為核電時代以來最大的事故。輻射危害嚴重，導致事故后前3個月內有31人死亡，之后15年內有6-8萬人死亡，13.4萬人遭受各種程度的輻射疾病折磨，方圓30公里地區的11.5萬多民眾被迫疏散。為消除事故后果，耗費了大量人力物力資源。廣島與長崎原子彈爆炸發生在第二次世界大戰末期，美軍在1945年8月分別在日本的廣島市與長崎市投下原子彈，這也是原子彈唯一一次在戰爭中使用。美國計劃使用曼哈頓計劃中成功制造的核武器，并分別在8月6日及9日在廣島與長崎投下小男孩原子彈及胖子原子彈。廣島約有90,000－166,000人因核爆而死亡，長崎則有60,000–80,000人死亡。這兩起事故因為其核物質的強放射性，是幾十萬人死去，并且還直接影響著后代，在切爾諾貝利發生的27年后的今天，人們依然談其色變，據專家估計，消除這場浩劫對自然環境的影響需要800年，而持續的核輻射則會延續10萬年。在人類災難史上，這是何其嚴重的一筆?？偟膩碚f，核電的缺點可以概括為：

1．核能電廠會產生高低階放射性廢料，或者是使用過之核燃料，雖然所占體積不大，但因具有放射線，故必須慎重處理，且需面對相當大的政治困擾。

2．核能發電廠熱效率較低，因而比一般化石燃料電廠排放更多廢熱到環境裏，故核能電廠的熱污染較嚴重。

3．核能電廠投資成本太大，電力公司的財務風險較高。4．核能電廠較不適宜做尖峰、離峰之隨載運轉。5．興建核電廠較易引發政治歧見紛爭。6．核電廠的反應器內有大量的放射性物質，如果在事故中釋放到外界環境，會對生態及民眾造成傷害

觀察到核能的缺點，同時我們也正視核能的優點。據了解，全世界已有30個國家擁有核電站。在這些國家中，有26個國家有建造更多其他核電站的計劃，而有4個國家決定不再建造核電站。另外，有15個暫未擁有核電站的國家正在準備建造屬于這些國家的核電站。法國是核電利用很高的國家，其現有59座核電站，供應全國87.5%的電量，可以說，核電是法國生活必不可少的部分。因為有了核能，我們對傳統能源不在那么擔心，面對現今世界的能源短缺，污染環境等問題，核能發電是再好不過的選擇了?？偟膩碚f，核能的優點可以概括為以下幾點；

1．核能發電不像化石燃料發電那樣排放巨量的污染物質到大氣中，因此核能發電不會造成空氣污染。

2．核能發電不會產生加重地球溫室效應的二氧化碳。

3．核能發電所使用的鈾燃料，除了發電外，暫時沒有其他的用途。4．核燃料能量密度比起化石燃料高上幾百萬倍，故核能電廠所使用的燃料體積小，運輸與儲存都很方便，一座1000百萬瓦的核能電廠一年只需30公噸的鈾燃料，一航次的飛機就可以完成運送。

5．核能發電的成本中，燃料費用所占的比例較低，核能發電的成本較不易受到國際經濟情勢影響，故發電成本較其他發電方法為穩定。

我們擔心將來核能會不受控制，擔心將來核能會用于戰爭毀滅地球，但這不是取消核能的必須要求，核能清潔、高效，是無法替代的優秀能源，在發生的所有核能事件中，都是人為的疏忽或大意才造成了無法挽回的后果，有了前人的教訓，我相信每一個國家都會重視核電站的安全與核能的安全，未來是核能的天下。

第三篇：核能（本站推薦）

核能與核電原理

結業論文

姓名：朱少波 學號：U201115536 班級：電氣中英1101班

2014年12月3日星期三

核電站事故對中國核電的影響

近兩年來，由于中國國民經濟持續快速增長，電力以及能源等的需求量不斷增大。隨著中國經濟的增長，作為主要動力的電力，預計到2020年裝機總量將達到8億～9億千瓦左右，由于目前中國電力結構以煤電為主，要實現上述目標，如全部用煤勢必給資源、采掘、運輸及環境帶來難以承受之重。電力結構如果得不到優化，能源與環境兩大問題的負面影響將難以克服。

在這種情況下，中國迫切需要尋找一種經濟、高效的新能源。而風電、太陽能發電、潮汐發電等各類新能源，至今尚未解決電力大規模生產及經濟性的問題。目前，能大規模生產電力的方式唯有核電，加快發展核電因此成為解決中國電力供應問題的必然選擇。

中國核電建設已有20年的歷史，截至目前中國共有核電站8座，共有15臺機組，其中已建成運行的9臺，正在建造的兩臺，已報送國務院并得到批準近期將開工的4臺。

20年來，中國核電發展雖然進展顯著，但距世界水平仍有很大的差距。目前全核電占電能的比重平均為17%，已有17個國家核電在本國發電量中的比重超過25%。而中國核發電量占總量卻不到2%，遠不到世界平均水平，更遠遠低于法國、美國85%和30%的水平。長遠來看，中國的核能發電潛力巨大。根據規劃，到2020年，中國核電裝機比重將從目前的1.6%上升到4%左右，核電的裝機容量將達到3600萬千瓦左右，這個速度相當于每年建一座“大亞灣”。從配套發展角度來看，該規劃將帶動核燃料各個環節的能力和規模到2020年翻兩番，必將為國家帶來豐厚的經濟利益，同時也將有效地解決資源及環境問題，產生良好的社會效益。

但是根據馬克思哲學理論的教導，任何事情都有兩面性，核能的發展也是一把雙刃劍。隨著全球多個國家相繼在空氣、云層或農作物中檢測出不同程度的微量放射性物質，有關核能的擔憂和懷疑情緒正在全球范圍內蔓延。有跡象顯示，在民眾反核聲浪的推動下，不少國家已被迫對本國核電政策作出調整。如在日本核事故之后，德國政府宣布暫停延長使用過期核電站計劃3個月，并關閉7座核電站，對143座核電站進行安全檢修。其環境部長更表示，將在2020年之前逐步淘汰核能。此外，瑞士也宣布停止修建核電設施申請的審核，并對境內所有核電站提前進行安全檢查。

安全利用核能始終是核電事業發展的首要問題。在削減碳排放的今天，核電已經在發揮著不可替代的作用。然而，安全方面的擔心很有可能阻止核電行業復興——至少在西方的很多國家，民眾都強烈反對政府興建核電站。核事故不會去理會什么國界。日本也遠不是利用核技術的唯一地震高發國家。我們生活在一個有核世界。日本福島的核事故，正好也為其他擁有核技術以及合理發展核電事業的國家敲了警鐘。我們該如何確保核設施安全運轉，在發生類似情況下我們的應急措施是否完善，我們自己的硬件設備與人為業務是否過硬，等等諸多問題，都不得不引起我們的深思，給我們帶來了新的啟示。

第一：核電發展必須充分考慮環境變化等自然因素，核電站盡量建在不易發生重大災害的地區。例如，日本福島核泄漏是由于特大地震伴隨海嘯襲來從而引發的，而近幾年由于人類對環境的破壞，災害叢生地震頻發。因此，中國核電建設的當務之急就是在設計的層面上充分考慮發生地震的可能性，在抗震方面的設計應該做好最壞的打算。只有這樣，才能確保不出問題。在當前東部率先發展的大趨勢下，我國沿海地區的經濟和人口密度急劇增大。各級政府必須高度重視海洋災害可能造成的影響，切實提高沿海地區的災害防御能力。

第二：核電設施應該做好嚴格的監測和維護，嚴格禁止這些設施出現超期服役現象，而且不管在怎樣的緊急情況下，電站內都必須擁有穩定可靠的“多路”供電系統。據報道，在福島核電站事故中，泄漏的最主要原因是海嘯超出了設想的水平，海嘯引起的滔天洪水將柴油發電機房淹沒，造成應急供電系統不能工作。并且福島一期核電站原本設計壽命已經到期，但出于成本考量而繼續運作，盡管在今年2月份的評估報告中，東京電力認為這種超期服役不存在風險，但由于其安全設計存在缺陷，最終導致了事態的惡化。

第三：核電發展必須嚴把質量關。核電是人類主要的清潔能源，具有高效、環保、低成本等特點，大力發展核電等清潔能源，是中國為了適應經濟增長和環境保護需要而提出的重要經濟戰略，是我國經濟可持續發展的需要。目前我國已經進入了核電高速發展的時期，核電一旦建成，將會接受時間的考驗長期運行，中國同時或者陸續建設這么多臺核電機組，我們必須十分重視建設質量，不能為了追求發展速度而降低了建設質量。

第四：對核電這種含有潛在高風險的行業要提前做好相應的應對措施。正所謂有備無患。像日本這種作為世界上利用核能最早也最普遍的國家，核能安全領域中的措施在世界上處于領先水平，在切爾諾貝利核電站事故之后，更是加大了對核電設施的防護力度，設計了多重應對措施，然而，在這場日本歷史上最大的地震來襲之后，其既有防護措施卻顯得捉襟見肘，用于應急啟動的電源無法運作，直接導致了后續一系列危機的產生和蔓延。中國核電設施一定要事先制定切實可行的應急預案。在安全運行的時候，就要提前做好一旦發生緊急事故如何處理的預案，對于一些有著潛在危害性的設施，管理者更應當加強事故處理和應對訓練，特別是針對極端情況發生時的模擬演練更需提上議事日程，以避免一旦發生緊急事故而束手無策。

第五：我國應該還要在核能法律領域做出一些舉措。由于我國在核安全和輻射安全方面存在法律空白，中國核安全問題比較突出，盡快出臺核安全法律，這也正是進一步響應了習主席今年關于依法治國的號召，建議由全國人大常委會盡快制定出臺核安全法，對核能安全監督、核能監管主體及責任、核事故應急處理以及相關法律責任進行全面規范。在人民群眾中宣傳法律意識，普及法律知識是非常切實有必要的，這樣也可以進一步增加普通民眾的自我保護意識，增加普通群眾對核安全的進一步認識和了解，當整個社會對核能的認識達到了一定的程度的時候，相信對我們應用核能也會帶來不小的幫助。

如今這個一次能源日益匱乏的世界上，石油與煤炭也不能夠撐起我們日常龐大的能源開銷，而太陽能、地熱、風能等技術又受到了極大技術層面的限制，無論從技術層面還是長遠可行性的發展而言，核能都不得不首當其沖地成為競爭性極其優越的首選能源，而核電也就不能不成為當今以致以后整個社會發展的主流趨勢。相信中國必定會在核能的研究以及應用領域走在世界的前列。在未來，也許社會超過一大半的電力供應會來自核能。我們顯然不能只是因為擔心核電帶來了一定負面效應就停下我們探索的腳步，任何事情都是一把雙刃劍，帶來利端的同時也必然會產生了弊端。一個封閉嚴密、安全系數超高的核電設施都有他的風險性，都可能因政策、人為的造成周邊乃至大半個世界的不安。深藏在世界核武庫中的數萬枚殺傷力遠大于類似核能事故的核彈，給人類帶來的威脅其實更大!而核電站事故到給我們更多的應該是思考怎樣高效而安全的利用核能為我們人類服務，在生活領域給我們帶來極大的幫助，這對于我們來說既是機遇，又是挑戰，但是有一點我們也還是必須正確認識，那就是無論我們怎樣發展，保護人民的生命財產安全永遠應該被放在第一位，一切都不該越過這個界限，這樣我們才可以繼續思考如何更好的發揮核能的巨大潛力。

第四篇：走近核能專題

走近核能

【關鍵詞】：核能

核能發展

開發利用

核能發電

環境污染 【摘要】：

當今世界能源問題已經成為影響人類發展的的大問題，許多問題的產生都直接或間接的與能源問題有關，核能作為一種清潔、安全的能源，將在人類社會中起到越來越重要的作用。正文：

能源是人類社會和經濟發展的保障性資源，同時能源問題也是世界性的問題。進入21世紀以來，當今世界能源問題已經成為影響人類發展的的大問題，許多問題的產生都直接或間接的與能源問題有關。目前人類所使用的能源主要是化石能源，自19世紀70年年代產業革命以來，化石燃料的消費量急劇保持增長，90%以上的世界經濟活動所需的能源都依靠化石能源提供，由于大量消耗，這類資源正趨于枯竭；同時化石燃料的大規模利用也帶來了嚴重的環境污染，導致了溫室效應和全球氣候變暖等一系列環境問題。能源危機與環境危機日益緊迫，尋找新的清潔、安全、高效的能源是人類所面臨的共同任務。

現代社會中，除了煤炭、石油、天然氣、水力資源外，還有許多可利用的能源，如風能、太陽能、潮汐能、地熱能等等，但是由于技術問題和開發成本等因素，這些能源很難在近期內實現大規模的工業生產和利用；而核能是一種經濟、安全、可靠、清潔的能源，同各種化石能源相比起來，核能對環境和人類健康的危害更小，這些明顯的優勢使核能成為新世紀可以大規模使用的安全和經濟的工業能源。從20世紀50年代以來，前蘇聯、美國、法國、德國、日本等發達國家建造了大量的核電站，由于核電具有巨大的發展潛能和廣闊的利用前景，和平發展利用核能將成為未來較長一段時期內能源產業的發展方向，核能將在人類社會中起到越來越重要的作用。

一、核能定義及其來源

核能，又稱原子能，英文名字nuclear energy，是核裂變能的簡稱。50多年以前，科學家在的一次試驗中發現鈾-235原子核在吸收一個中子以后能分裂，在放出2—3個中子的同時伴隨著一種巨大的能量，這種能量比化學反應所釋放的能量大的多，這就是我們今天所說的核能。核能的獲得途徑主要有兩種，即重核裂變與輕核聚變。核聚變要比核裂變釋放出更多的能量。例如相同數量的氘和鈾-235分別進行聚變和裂變，前者所釋放的能量約為后者的三倍多。被人們所熟悉的原子彈、核電站、核反應堆等等都利用了核裂變的原理。只是實現核聚變的條件要求的較高，即需要使氫核處于6000度以上的高溫才能使相當的核具有動能實現

聚合反應。

重核裂變是指一個重原子核，分裂成兩個或多個中等原子量的原子核，引起鏈式反應，從而釋放出巨大的能量。例如，當用一個中子轟擊Ｕ-235的原子核時，它就會分裂成兩個質量較小的原子核，同時產生2—3個中子和β、γ等射線，并釋放出約200兆電子伏特的能量。如果再有一個新產生的中子去轟擊另一個鈾-235原子核，便引起新的裂變，以此類推，裂變反應不斷地持續下去，從而形成了裂變鏈式反應，與此同時，核能也連續不斷地釋放出來。

所謂輕核聚變是指在高溫下(幾百萬度以上)兩個質量較小的原子核結合成質量較大的新核并放出大量能量的過程，也稱熱核反應。它是取得核能的重要途徑之一。由于原子核間有很強的靜電排斥力，因此在一般的溫度和壓力下，很難發生聚變反應。而在太陽等恒星內部，壓力和溫度都極高，所以就使得輕核有了足夠的動能克服靜電斥力而發生持續的聚變。自持的核聚變反應必須在極高的壓力和溫度下進行，故稱為“熱核聚變反應”。

二、核能的優越性

與常規能源相比，核能有明顯的優越性。第一，核能的能量密度大，消耗少量的核燃料就可以產生巨額的能量。為了使大家對于這一點有很深的印象，我們將核電廠和煤電廠在燃料消耗上作一對比。一座電功率為100萬千瓦的燃煤電廠每年要燒掉約300萬噸煤，而同樣功率的核電站每年只需更換約30噸核燃料，真正燒掉的鈾－235大約只有1噸。因此利用核能不僅可以節省大量的煤炭、石油，而且極大地減輕了運輸量。

核能的第二個主要優點是清潔，有利于保護環境。眾所周知，燃燒石油、煤炭等化石燃料必須消耗氧氣、生成二氧化碳。由于人類大量燃燒化石燃料等，已經使得大氣中的數量顯著增加，導致所謂“溫室效應”。其后果是地球表面溫度升高、干旱、沙漠化、兩極冰層融化和海平面升高等。這一切都會使人類的生存條件惡化。而產生核能，不論是裂變能和聚變能，都不需消耗氧氣、不會產生二氧化碳。因此在西方發達國家，雖然目前能源和電力供應都比較充足，但有識之士仍在呼吁發展核能以減少二氧化碳的排放量。除二氧化碳外，燃煤電廠還要排放大量的二氧化硫等，它們造成的酸雨，使土壤酸化、水源酸度上升，對農作物、森林造成危害。煤電廠排出的大量粉塵、灰渣也對環境造成污染。更值得注意的是，燃燒一噸煤平均會產生0．3克苯并芘，它是一種強致癌物質。每1000立方米空氣中苯并芘含量增加1微克，肺癌發生率就增加5％～10％。相比之下核電廠向環境排放的廢物要少得多，大約是火電廠的幾萬分之一。它不排放二氧化硫、苯并芘，也不產生粉塵、灰渣。一座電功率100萬千瓦的壓水堆每年卸出的乏燃料僅25～30噸，經后處理就只剩下10噸了，現已有多種方法將它們安全地放置在合適的地方，不會對環境造成危害。核電站正常運行時當然也會向環境

中排放少量的放射性物質，核電站對周圍居民的放射性劑量，不到天然本底的1％，不是什么嚴重的問題。值得指出的是，由于煤渣和粉塵中含有鈾、釷、鐳、氡等天然放射性同位素，所以煤電站排放到環境中的放射性、比相同功率的核電站要多幾倍、甚至幾十倍。

三、核能對環境的影響

雖然核能具有來源豐富、安全、清潔、高效等明顯的優點，但是核能仍然可能對環境造成嚴重的污染，對人類社會和經濟的可持續發展造成重大損害。核能的利用對環境造成的污染主要是放射性污染。核能利用上的任何疏忽、無知、差錯，其結果并不亞于爆發一場小型核戰爭，有時甚至遺患無窮，給人類的生活乃至生存，投下可怕的陰影。目前核陰云主要來自核廢料的嚴重污染，使用核能所產生的核廢料會產生危險的輻射，并且影響會持續數千年。

到目前為止，全世界核能民用的歷史上僅發生過兩起重大核安全事故。1979年3月，美國三哩島核電站二號堆發生了一次嚴重的失水事故，幸好由于堆的事故冷卻緊急注水裝置和安全殼等設施發揮了作用，使排放到環境中的放射性物質含量極小，雖然并沒有造成大的人員傷亡但在經濟上卻造成了10到18億美元的損失，事故的危害尚在進一步觀測調查中。1984年4月，前蘇聯基輔附近的切爾諾貝利核電站發生事故，造成大量的發射性物質泄漏，30km范圍內的居民被迫撤離，歐洲不少國家也受到輕微的核污染，引起了強烈的國際反響。據報道，有31人死亡，203人受傷，135000人被疏散。

當前對環境造成污染的放射性核素大多來自核電站排放的廢物，核電可能產生的放射性廢物主要是放射性廢水、放射性廢棄和放射性固體廢物。1座100萬KW的核電站1年卸出的泛燃料約為25t，其中主要成分是少量未燃燒的鈾、核反應后的生成物——钚等放射性核素，核廢料中的放射性元素經過一段時間后會衰變成非放射性元素。此外，還有鈾礦資源的開發問題，由于鈾礦資源的開發造成的廢棄、廢水、廢渣等污染也不可忽視，對鈾尾礦也必須進行妥善處理，如果處理不好，將會覆蓋農田、污染水體，甚至對自然和社會都造成嚴重影響。一旦發生核事故或核泄漏，對人類和環境造成的影響都是災難性的，只有加強核安全和輻射安全的管理，處理好放射性核廢料，合理科學地利用核能，才能保證核能安全的開發利用。

四、發展核能的必然性

由于人類對化石能源的大規模開發利用，可供開采的化石能源日益衰竭，在世界一次能源供應中約占87.7% , 其中石油占37.3%、煤炭占26.5%、天然氣占23.9%。非化石能源和可再生能源雖然發展迅猛、增長很快, 但仍保持較低的比例, 約為12.3%。根據《2004年BP 世界能源統計》, 截止到2003年底, 全世界剩余石油探明可采儲量為1565.8億噸, 2003年世界

石油產量為36.79億噸, 即可供開采年限大約42 年。煤炭剩余可采儲量為9844.5 億噸, 可供192 年，天然氣剩余可采儲量為175.78 萬億立方米, 可供67 年?；剂显谑褂眠^程中也造成了嚴重的環境污染，溫室效應、酸雨和全球氣候變暖等全球性的環境問題不斷加劇，資源危機和環境危機使人類文明的可持續發展受到制約和挑戰。

在已知的可再生新能源中，由于技術上的困難和經濟性等因素，已開發的太陽能、風能、沼氣等均未能大規模利用，只有水電資源已大規模開發利用，盡管尚可繼續開發，但僅靠水電資源難以滿足經濟和社會發展的需求，由此看來，要使可再生能源達到全面應用并足以支持經濟持續發展的水平，還需要相當一段進一步開發的時期。由于新的可再生清潔能源目前面臨技術和成本的問題，只有核能是一種既清潔、又安全可靠且經濟上具競爭力的最現實的替代能源。

根據國際原子能機構的一位專家發表的報告，一座裝機容量為100萬KW 的燃煤電廠，每年要耗煤250萬噸，所排放的廢物有：二氧化碳650萬噸（含碳200萬噸），二氧化硫1.7萬噸，氮氧化物4000噸，煤灰28萬噸（其中含有毒重金屬約400噸）。而同樣規模的一座壓水堆核電站，每年才消耗低濃鈾25噸（相當于天然鈾150噸），所排放的廢物為：經處理固化的高放廢物9噸（體積約3立方米），將被存放于地下深層與環境隔絕的巖井中，另有中放廢物200噸、低放廢物400噸。核電廠不排放二氧化碳、二氧化硫或氮氧化物，且1kgU-235裂變產生的能量相當于200噸標準煤。據有關報告顯示，現在世界每年因燃燒化石燃料所排放的二氧化碳已達55億噸（以碳計）之多，而截止1993年的統計，由于使用核能發電已使世界二氧化碳的排放減少了8%。所以在未來相當一段時期內，發展利用核能將成為21世紀人類應對能源危機和實現經濟可持續發展的必然選擇。

五、核電的發展歷程

人類對核能的現實利用始于戰爭。核能的戰爭用途在于通過原子彈的巨大威力損壞敵方人員和物資, 達到制勝或結束戰爭的目的, 目前人類對核能的開發利用主要是發展核電, 相對與其他能源, 核能具有明顯的優勢。核電站的開發與建設開始于20世紀50年代，1954年，前蘇聯建成電功率為5000kW 的實驗性核電站；1957年，美國建成電功率為9萬kW 的希平港原型核電站；這些成就證明了利用核能發電的技術可行性。國際上把上述實驗性和原型核電機組稱為第一代核電機組。

20世紀60年代后期以來，在試驗性和原型核電機組基礎上，陸續建成電功率在30萬kW 以上的壓水堆、沸水堆、重水堆等核電機組，它們在進一步證明核能發電技術可行性的同時，使核電的經濟性也得以證明：可與火電、水電相競爭。20世紀70年代，因石油漲價引發的能

源危機促進了核電的發展，目前世界上商業運行的四百多座核電機組大部分是在這段時期建成的，稱為第二代核電機組。

第三代核電設計開始于20世紀80年代，第三代核電站按照URD或EUR 文件或IAEA 推薦的新的安全法規設計，但其核電機組的能源轉換系統（將核能轉換為電能的系統）仍大量采用了第二代的成熟技術，預計一般能在2010年前進行商用建造。從核電發達國家的動向來看，第三代核電是當今國際上核電發展的主流。

與此同時，為了從更長遠的核能的可持續性發展著想，以美國為首的一些工業發達國家已經聯合起來組成“第四代國際核能論壇”（GIF），進行第四代核能利用系統的研究和開發。第四代是指安全性和經濟性都更加優越，廢物量極少，無需廠外應急，并具有防核擴散能力的核能利用系統，其目標是到2030 年后能進行商用建造。

六、世界核能的利用現狀

1954年前蘇聯世界建成第一座發電功率為5000KW 的試驗性核電站, 美國則在1957年12月建成了發電功率達90000KW的希平港壓水堆核電站。20世紀60年代到70年代, 是世界各國經濟快速發展時期, 電力需求也以十年翻一番的速度迅速增長, 此時, 核電的安全性和經濟性得到驗證, 相對于常規發電系統的優越性鮮明地顯現出來, 給核電發展提供了一個廣闊的市場。核電迅速實現了標準化、批量化的建設和發展。

國際原子能機構公布的一份報告顯示, 立陶宛核能發電在全國發電總量中所占的比重接近80%, 這一比重在世界上是最高的。在世界主要工業大國中, 法國核電的比例高, 核電占國家總發電量的78%, 位居世界第二, 日本的核電比例為40%, 德國為33% , 韓國為30% , 美國為22% , 而我國僅為2%右, 發展空間很大。

由于三里島核電站事故尤其切爾諾貝利核電站事故, 核能在上世紀90年代發展速度明顯放緩, 核恐懼和高成本使得核能利用較高的發達國家重新審視核電的利弊, 美國90年代一直致力于核電站的維護而不是新建;在歐洲, 許多國家也在討論如何迅速關閉其核電廠。但進入新世紀核電又受到世界各國的重視，出現了較快的發展勢頭。截至2007年12月, 全世界正在運行中的反應堆有439座, 相比2002年的444座微量下降, 但發電能力穩步上升, 總發電量達到37117GW , 全世界核電供應已經達到總供電量的16%, 許多國家達到總供電量的1/3。

隨著國際能源價格的進一步飆升, 2000年以來發達國家正在轉變其原有的核電發展態度, 調整原有的核電發展計劃。美國2005年通過能源政策法, 聯邦政府開始積極鼓勵建設新的反應堆。英國政府在2008年2月宣布將投巨資發展核電,在2020年以前, 新建反應堆6個, 使英國的電力供應提高18%。據國際原子能機構預測, 到2030年, 全球核電所占份額將增加到

27%。正在崛起的發展中國家能源需求旺盛, 其核能增長最快, 1999到2020年間將增長417% , 尤其是發展中的亞洲, 據世界原子能機構的統計, 未來65座正在興建或正在立項的核電站中, 2/3分布在亞洲各國。中國目前運行核電機組11個,核電比例為119 % , 核電裝機容量900萬千瓦, 計劃到2020年提高到4000萬千瓦。印度運行核電機組17個, 核電比例為216% , 計劃到2020年增加20至30個新核電機組，所以目前核電的擴展以及近期和遠期的發展前景仍集中在亞洲，亞洲地區尤其是發展中國家發展核電的勢頭強勁。

七、我國的核能發展及其近況

中國的核工業在五十年代中期開始建立,現已形成比較完整的核工業體系。八十代初核電開始起步。中國自行設計建造的秦山30萬千瓦壓水堆核電站，1985年3月正式開工,1991年12月并網發電。利用外資和引進國外成套設備興建的大亞灣核電站兩臺90萬千瓦機組，于1987年8月開工建設，1994年投入商業運行?！熬盼濉逼陂g有4個核電項目8臺機組開工建設，總裝機容量為660萬千瓦。它們分別是：1996年6月開工建設的秦山二期核電站兩臺60萬千瓦壓水堆機組，1997年5月開工建設的嶺澳核電站兩臺100萬千瓦級壓水堆機組，1998年6月開工建設的秦山三期核電站兩臺70萬千瓦級重水堆機組，這三個項目均計劃于2003年建成投產；于1999年10月開工建設的田灣核電站兩臺100萬千瓦級壓水堆機組，于2005年建成投產。

核電自八十年代初起步以來，在核電站的建設和運行、前期準備工作、國產化、有關法規和管理體系的建立等方面做了大量的工作，取得了相當的進展，為今后的發展奠定了基礎。

中國通過6個核電項目11臺機組的建設，現已形成基本配套的核動力、核燃料科研開發工業體系；積累了科研、設計、建設、運行等一整套寶貴經驗；培養和造就了一支專業齊全，具有相當實力的科研、設計和工程建設隊伍，建立了一批大型實驗臺架，進行了大量科研攻關和設計研究。通過在建項目的實施，掌握了較多的設計資料，積累了大型核電站的工程建設和項目管理經驗，國產化能力有了較大的提高。

在核燃料循環工業方面，從五十年代中期以來，中國已經逐步建立了比較完整的核燃料循環體系。隨著核電事業的發展，核燃料工業得到了進一步提高，初步形成了從鈾礦地質勘查、鈾礦采冶、鈾同位素分離、核燃料元件制造、乏燃料后處理直至核廢物處理與處置等完整的核燃料循環工業體系。特別是改革開放二十年來，在與國際廣泛交流的基礎上，引進和開發了先進的技術和工藝，在核燃料生產的幾個主要環節上，實現了更新換代，不僅對提高產品質量、降低生產成本等發揮了重要的作用，而且可以滿足或基本滿足“十一五”期間中國核電更大發展的需求。

第五篇：核能及其應用

目錄

摘 要............................................................................................................................1 關鍵詞..........................................................................................................................1 Abstract........................................................................................................................1

引言

1什么是核能

2核能的可利用性及其優越性.....................................................................................2 3核能的利用與發展.....................................................................................................4 3.1核反應堆與核電站..........................................................................................4 3.2壓水堆棒形核燃料元件..................................................................................6 4核能發電的利與弊.....................................................................................................7 4.1核能發電的利處..............................................................................................7 4.2核能發電的弊端..............................................................................................8 結論................................................................................................................................8 參考文獻........................................................................................................................9

核能及其應用

摘 要：討論了核能的發展與利用，探討了核能的可利用性及其作為資源的優越性，同時也論述了核能的弊端并且說明了和平利用核能的重要性。

關鍵詞：核能；和平利用；利與弊。

The peaceful use of nuclear energy and its two sides Abstract: The development and utilization of nuclear energy are discussed, and the availability of nuclear energy as resources superiority is probed into, and also the disadvantages of nuclear power use and illustrates the importance of the peaceful use of nuclear energy are discussed.Keywords: nuclear power;the peaceful use of;pros and cons.引言

1951年美國首次在愛達荷國家反應堆試驗中心進行了核反應堆發電的嘗試，發出了100千瓦的核能電力，為人類和平利用核能邁出了第一步。此后不久，1954年6月，原蘇聯在莫斯科近郊粵布寧斯克建成了世界上第一座向工業電網送電的核電站，但功率只有5000kw。1961年7月，美國建成了第一座商用核電站——楊基核電站。該核電站功率近300mw，發電成本降至9.2美厘／度，顯示出核電站強大生命力。今天，一些經濟發達的國家。由于經濟的高速發展與能源洪應的矛盾日趨突出，同時，傳統的能源工業造成的環境污染及溫室效應嚴重威脅人類生存環境，因此，不僅缺乏常規能源的國家如法國、日本、意大利等發展核電站，而且常規能源煤、石油、水電等非常豐富的國家如美國、加拿大等也在大力發展核電站。截止1995年全世界運轉的核電站總數達438座。其中美國運轉的核電站總數達109座，核發電量創下6730億千瓦小時的最高記錄，在美國電力生產中核電比例達22.5%。法國核發電量比前年增長4.9%，達3580億千瓦小時，運行中的56座核電站發電量占全國總發電量76%，而且去年出口核電達 700億千瓦小時。核電已成為法國第六大出口產品。日本，由于其常規能源資源短缺，對核電的開發大為重視，目前運轉中的51座核電站，供應全國28%的電力總需求。

1什么是核能

核能是人類歷史上的一項偉大發明，同時也可以叫它為原子能。這離不開早期西方科學家的探索發現，他們為核能的應用奠定了基礎。居里夫人經過4年的艱苦努力發現了放射性元素釙和鐳。1905年愛因斯坦提出質能轉換公式[1]。20多年以后德國科學家奧托哈恩用中子轟擊鈾原子核，發現了核裂變現象，核能源開始進入資本主義國家的軍事領域。

二戰時，原子彈誕生了。人類開始將核能運用于軍事、能源、工業、航天等領域。美國、俄羅斯、英國、法國、中國、日本、以色列等國相繼展開對核能應用前景的研究。核能有以下幾個分類：

核裂變能：所謂核裂變能是通過一些重原子核的裂變釋放出的能量。核聚變能：由兩個或兩個以上氫原子核結合成一個較重的原子核，同時發生質量虧損釋放出巨大能量的反應叫做核聚變反應[2]，其釋放出的能量稱為核聚變能。核衰變：核衰變是一種自然的慢得多的裂變形式，因其能量釋放緩慢而難以加以利用。

2核能的可利用性及其優越性

核電是濃集、清潔、安全和經濟的能源。首先，核能是高度濃集的能源，核電站可建立在最需要用電的地方，不受燃料運輸的限制。l公斤鈾裂變產生的熱量相當于1公斤標準煤燃燒后產生熱量的270萬倍[3]。因此，核電站特別適合于缺乏常規能源而又急需用電的地區，如我國的東南、華南地區．核能是后備儲量最豐富的能源，鈾在地球上的儲量相當豐富，等于有機燃料儲量的20倍。

核能是清潔的能源，有利于保護環境目前，世界上80%的電力來自燒煤或燒油的火力發電站，燃燒后的煙氣排放到大氣中嚴重污染環境。相同規模的火電站釋放出的放射性比核電站大幾倍。煤燃燒后排放的一氧化碳、二氧化碳、硫化氫和苯并芘，容易形成酸性雨，使土壤酸化，水源酸度上升，對植物及水產資源造成有害影響，破壞生態平衡，苯并芘還是一種強致癌物質。同時大氣中二氧化碳 2 濃度增加還導致大氣層的“溫室效應”。另外，煤和石油又是重要的化工原料，大量燒掉十分不利于化學工業的發展，是十分可惜的浪費。

核能又是安全的能源經過幾十年的發展和完善，核電站已成為最安全的部門之一。我國核工業多年的安全記錄就是良好的佐證。一座反應堆運行一年稱為一堆年，三里島事故之前，全世界商用核電站已運行了1400堆年。三里島事故是鑒于設計、管理、操作與設備的缺陷交織在一起而造成的十分罕見的事故，只要其中任何一個環節的問題得到排除，就不可能出現這樣的后果。事故后果也沒有輿論宣傳的那樣嚴重，事故中主要安全系統全都自動投入，有專家認為這從反面證實了核電站的安全性。1986年4月蘇聯切爾諾貝利核電站又出現了重大事故，專家們認為原蘇聯核電站特別是早期的，安全設施較差，沒有安全殼．而事故的直接原因是由于在進行某一試驗時違反操作規程，導致信號指示和控制系統沒有起作用。如今國際原子能機構和各國的國家安全部門都建立了一系列的安全法規和準則，對核電站的安全進行了嚴格的管理。

核能也是經濟的能源．世界上已運行核電站的經驗證明，盡管它的造價比火電站高30—50%，但由于燃料費和運輸費較低，它的發電成本仍比火電約低30%，而且隨著核電站的技術不斷完善和提高，成本還將繼續降低日本能源經濟研究所預測，至2010年日本的核電成本為8.9日元／千瓦小時，而煤電和油電成本分別為10.45日元／千瓦小時和13.06日元／千瓦小時[4]。因此，有專家們預計，在未來的城市集中供熱工程中，逐步采用低溫核供熱技術是必然趨勢。

另外，水力發電雖然很清潔，但畢竟資源有限，所以，核能發電越來越成為各國努力的對像。

3核能的利用與發展

核能發電的歷史與動力堆的發展歷史密切相關。動力堆的發展最初是出于軍事需要。1954年，蘇聯建成世界上第一座裝機容量為 5兆瓦的核電站。英、美等國也相繼建成各種類型的核電站。到1960年,有5個國家建成20座核電站，裝機容量1279兆瓦[5]。由于核濃縮技術的發展，到1966年，核能發電的成本已低于火力發電的成本。核能發電真正邁入實用階段。1978年全世界22個國家和地區正在運行30兆瓦以上的核電站反應堆已達200多座,總裝機容量已達107776兆瓦。80年代因化石能源短缺日益突出，核能發電的進展更快。到1991 年，全世界近30個國家和地區建成的核電機組為423套，總容量為3.275億千瓦，其發電量占全世界總發電量的約16%[6]。世界上第一座核電站—蘇聯奧布寧斯克核電站。

3.1核反應堆與核電站

能維持可控自持核裂變鏈式反應的裝置稱為核反應堆。

原子能工業是在第二次世界大戰期間發展起來的．當時全力制造核武器以滿足軍事需要。50年代以來，原子能用于和平事業有了飛速發展，所以核反應堆類型和數量增多。按照核反應堆的用途分類，大體可分為下列幾類：

生產堆：主要用于生產易裂變材料和其他材料，或用于工業規模的輻照，稱為生產堆．50年代建成的第一批石墨水冷堆和天然重水堆，都是生產軍用239Pu。239Pu是一種易裂變物質，可用作核武器原料，氚是氫彈的重要原料。

試驗堆：主要是為取得設計或研制一座反應堆或一種堆型所需的堆物理或堆工程數據而運行的反應堆。例如用于核物理、放射化學、生物、醫學研究和放射性同位素生產等，也可以用于反應堆元件、結構材料考驗以及各種新型反應堆自身的靜、動態特性研究等等。

用于生產動力的反應堆稱為動力堆，如核電站、核供熱、核潛艇等所用的反應堆就是這種類型。目前常用的動力堆型分為四大類：

1．石墨氣冷堆——包括最早的鎂諾克斯堆，改進型氣冷堆及高溫氣冷堆。該反應堆是以石墨為慢化劑，氣體作冷卻劑的堆型。鎂諾克斯堆以天然鈾為燃料，燃料包殼是鎂諾克斯鎂合金，用二氧化碳冷卻．鎂諾克斯進一步發展為高溫氣冷堆。它以氦為冷卻劑避免了對石墨的腐蝕作用，取消了用金屬材料制成的燃料包殼，其燃料是碳化鈉及碳化針混合物的顆粒，燃料顆粒彌散在石墨中，制成燃料元件，裝入石墨砌塊的燃料孔道中。由于以上措施，大大提高了中子的經濟利用及運行溫度，致使高溫氣冷堆熱效率提高40%以上[7]。此外高溫氣冷堆燃料中的釷是增殖原料，它可使反應堆獲得較高的轉換比目前我國清華大學核研院對高溫氣冷堆的研究取得了一系列重大成果。

2．輕水堆 輕水堆有兩種類型，一是沸水堆，一是壓水堆。兩者均用輕水作慢化劑兼冷卻劑；用低富集度二氧化鈾制成芯塊，裝入鋯合金包殼中作燃料，沸水堆不需另設蒸汽發生器、但由于蒸汽帶有一定的放射性，對汽輪機的廠房要屏蔽，同時對檢修增加了困難[8]。據統計，當今核電站的80%為壓水堆。我國秦山 一期和大亞灣核電站均屬此類。“九五”期間秦山二期工程、廣東核電站以及遼寧核電站也將采用壓水堆。

3．重水堆 重水堆是以天然鈾作燃料，以重水堆作慢化劑的堆型。它是加拿大重點發展的堆型，以坎都型為代表。由于它用數百根壓力管代替整體的壓力容器，壓力管可以成批生產，易于保證質量，在擴大堆容量時只須多加壓力管數，有利于標準化。壓力管內，可以實現不停堆裝卸料。這樣可控制各燃料棒束達到均勻的燃耗深度，有利于充分利用燃料，減少停堆時間，提高反應堆的有效利用率。而且重水堆采用天然鈾為燃料，無需設立濃縮鈾工廠，對分離能力不足的國家，發展此種堆型特別有利。我國“九五”期間，秦山核電三期工程將引進加拿大的重水堆。重水堆所用重水價格昂貴，防止泄漏及回收泄漏出的重水是一個特別棘手的問題。

4．鋼冷快堆鈉冷快堆就是鈉冷卻快中子堆在核能發電問題上，必須考慮增殖問題，否則對核燃料資源的利用是極為不利的。增殖堆的采用，可以將核燃料

資源礦大數百倍快堆是利用中子實現核裂變及增殖。而前述石墨氣冷堆，輕水堆和重水堆，都是熱中子堆。對每次裂變而言，快堆的中子產額高于熱中子堆，且所有結構材料對快中子的吸收截面小于熱中子的吸收截面這就是實現增殖的原因。

鈉冷快堆用金屬鈉作冷卻劑。鈉在98℃時熔化；883℃時沸騰，具有高于大多數金屬的比熱和良好的導熱性能，而且價格較低，適合用作反應堆的冷卻劑。

國際快堆的發展已有較長的歷史，據報道，1995年8目29日，日本文殊28萬千瓦快堆以5%的額定功率l.4萬千瓦并入電網[9]。不同類型的核反應堆，相應的核電站的系統和設備有較大的差異。以壓水堆為例，核電站是由核反應堆、一回路系統、二回路系統及其他輔助系統組成。核反應堆是核電站動力裝置的重要設備，同時，由于反應堆內進行的是裂變反應。因此它又是放射性的發源地。一回路系統由反應堆、主循環泵、穩壓器、蒸汽發生器和相應的管道、閥門及其他輔助設備所組成，它形成一個密閉的循環回路，將核裂變所釋放的熱量以水蒸汽形式帶出．二回路系統是將蒸汽的熱能轉化為電能的裝置，并在停機或事故情況下，保證核蒸汽系統的冷卻。輔助系統的主要作用是保證反應堆和回路系統能正常運行，為一些重大事故提供必要的安全保護及防止放射性物質擴散的措施。3.2壓水堆棒形核燃料元件 核反應堆堆芯結構是反應堆的核心構件，在這里實現核裂變反應，核能轉化 為熱能；同時它又是強放射源．堆芯由核燃料組件、控制棒組件等組成?，F代壓水反應堆的燃料是采用低濃鈾作核燃料。

核燃料元件制造的第一大工藝過程是在比工車間里生產為滿足一定性能要求的二氧化鈾粉末。我國目前采用技術上較成熟的ADU法制取二氧化鈾粉末。主要過程是將六氟化鈾汽化，經水解生產成氟化鈾銑，在通有氨水的沉淀槽轉化為ADU粉末。經氫氣還原為二氧化鈾第二大工藝過程是將二氧化鈾粉末壓制成粗塊，經燒結、磨削成一定性能要求、一定尺寸和規格的圓柱形二氧化鈾芯塊。在經裝配車間把二氧化鈾芯塊和長棒形空鋯管裝配成核燃料元件棒，并且棒內充入一定量的氦氣，兩端密封；然后，按一定的排列方式排列成正方形或六角形的柵陣，中間用幾層彈簧夾型的定位格架將元件棒夾緊，上下兩端固定骨架構件上下管座，構成棒束型的燃料元件。

4核能發電的利與弊

4.1核能發電的利處

核能發電最大的優勢就是我們所認識的，能量巨大。它以少量的核子燃料即可產生大量的能量。低濃縮鈾1噸具有相當于約5萬噸的重油之能量。除此之外，核能發電的優勢還有以下幾點：

污染低。核能發電的方式是：利用核反應堆中核裂變所釋放出的熱能進行發電。核能發電不會排放巨量的污染物質到大氣中，不會造成空氣污染。尤其是同火電站相比，核能發電不會產生地球溫室效應的“罪魁禍首”--二氧化碳。核電站設置了層層屏障，基本上不排放污染環境的物質，就是放射性污染也比燒煤電站少得多。

從燃料資源上而言，地球有望供應。世界上有比較豐富的核資源，核燃料有鈾、釷氘、鋰、硼等等，全球鈾的儲量約為417萬噸。地球上可供開發的核燃料資源、可提供的能量是礦石燃料的十多萬倍。

運輸方便、成本低。核燃料能量密度比起化石燃料高上幾百萬倍，故核能電廠所使用的燃料體積小，運輸與儲存都很方便。例如，核電廠每年要用掉80噸的核燃料，只要2支標準貨柜就可以運載。如果換成燃煤，需要515萬噸，每天要用20噸的大卡車運705車才夠4.2核能發電的弊端

[11]

[10]

。核廢料處理需嚴謹。使用過的核燃料，雖然所占體積不大，但因具有放射性，因此必須慎重處理。一旦處理不當，就很可能對環境生命產生致命的影響。核廢料的放射性不能用一般的物理、化學和生物方法消除，只能靠放射性核素自身的衰變而減少。核廢料放出的射線通過物質時，發生電離和激發作用，對生物體會引起輻射損傷。

目前，國際上處理高放射性核廢料的方式主要有“再處理”和“直接處置”兩種?！霸偬幚怼敝饕菑暮藦U料中回收可進行再利用的核原料;“直接處置”是指將高放射性廢料進行地下埋藏，一般經過冷卻、干式儲存、最終處置三個階段。美國就一直采取地下掩埋的措施來處理核廢料。

熱污染。核能發電熱效率較低，因而比一般化石燃料電廠排放更多廢熱到環境裏，故核能電廠的熱污染較嚴重。

核能發電被認為存在風險。核裂變必須由人通過一定裝置進行控制。一旦失去控制，裂變能不僅不能用于發電，還會釀成災害。全球已經發生了數起核泄露事故，對生態及民眾造成了巨大傷害。有些環保人士就認為，和其他可再生能源相比，核能并不是一種安全的能源。

結論

人們對核電站使用的擔心集中在核安全問題上，原蘇聯切爾諾貝利事故以及上段時間所發生的廣島核瀉漏導致一些人對核電的恐懼心理，給和平利用核能蒙上陰影，經專家事后分析，三里島事故和切爾諾貝利事故都在很大程度上是人為因素造成的。核能技術發展至今，已進入成熟階段，尤其采用快中子增殖反應堆，既可提高核電站的安全系數，又較少產生核廢料，而且所產生核廢料較容易處理此外，這種反應堆還可少量處置老式反應堆產生的核廢料，在燃燒過程中銷毀老式反應堆產生核廢料中放射性的钚及錒系元素。有關專家認為。此種反應堆具有很高的運行可靠性和安全性，并是目前銷毀部分核廢料的最佳方法．目前，國際核能界正致力發展快中子增殖堆。此種反應堆運行時，一方面消耗核燃料，產生熱能而發電，另一方面產生新的核燃料钚，并且產出大于消耗、并保持核能的經濟性；同時最主要是依靠核燃料、冷卻劑、放射性廢物及核工藝的其他組份所固有的基本物理化學性能和規律來消除事故，這將是人類“第二個核時代”的主要 7 內涵。這一事實表明，隨著世界“能源危機”的加劇，生態環境的進一步惡化，利用清潔、安全的核能將是人類不可回避的課題。

參考文獻

[1] 馮曉.核能與技術經濟[M].國土資源技術管理，2008，8(15).[2] 彭紅.人類安全呼吁核理性[J].南華大學學報，2007，6（15）.[3] 韋中桑.漫談核能的歷史[M].現代物理知識，2005，3（18）.[4] 劉艷紅.核能是危險的還是安全的[J].科學之友，2009，3（10）.[5] 世界核能發電的現狀與今后發展展望[J].環球能源網，2008，11（11）.[6] Wayne C．The toxins of cyan bacteria[J]．Scientific American，1994，270(1)：25.[7] Buchberger B，Collins G E．Computer Algebra Symbolic and Algebraic Computation[M]．New York：Springer Versa，1998：35.[8] 馮曉.核能與技術經濟[M].國土資源技術管理，2008，8(15).[9] 彭紅.人類安全呼吁核理性[J].南華大學學報，2007，6（15）.[10] 韋中桑.漫談核能的歷史[M].現代物理知識，2005，3（18）.[11] 世界核能發電的現狀與今后發展展望[J].環球能源網，2008，11（11）.