第一篇：關于核能安全性的討論

關于核能安全性的討論

09資科2班

羅小迪

摘要：自日本福島地震之后，核安全問題引起社會上廣泛而激烈的討論，評估核能的優缺點和帶來的影響，討論核能是否應該成為未來電力的主要來源。

今年3月，日本地震導致了核泄漏，之后的一系列問題引發了全球對于核能安全性的激烈討論。

自核能的開始利用以來，發生了不下10起嚴重的核泄漏事故，人們總結了20世紀全球十大核事故:

--1986年4月26日切爾諾貝利核泄漏事故：切爾諾貝利核泄漏事故被稱之為歷史上最嚴重的核電站災難.1986年4月26日早上,切爾諾貝利核電站第4號反應堆發生爆炸,更多爆炸隨即發生并引發大火,致使放射性塵降物進入空氣中.據悉,此次事故產生的放射性塵降物數量是在廣島投擲的原子彈所釋放的400倍.--1979年3月28日三里島核電站事故：三里島核電站2號反應堆發生的放射性物質外泄事故是美國歷史上最為嚴重的核電站事故,盡管此次事故并沒有造成人員傷亡.--1966年1月17日帕利馬雷斯氫彈事故：在西班牙海岸上空進行加油時,美國一架B-52轟炸機與KC-135加油飛機發生相撞.撞擊之後,加油機徹底毀壞,B-52轟炸機慘遭解體,所攜帶的四枚氫彈“逃離”破裂的機身.其中兩枚氫彈的“非核武器”撞地時發生爆炸,致使490英畝(約合2平方公里)的區域被放射性 污染.搜尋人員在地中海發現了其中一個裝置.--1968年1月21日圖勒核事故：由于艙內起火,美國一架B-52轟炸機的機組人員被迫作出棄機決定,在此之前,他們本可以進行緊急迫降.B-52轟炸機最後撞上格陵蘭圖勒空軍基地附近的海冰,導致所攜帶的核武器破裂,致使放射性污染物大面積擴散.--1957年10月10日溫斯克爾大火：位于坎伯蘭郡附近的一個英國核反應堆石墨堆芯起火釀成核災難.大火導致大量放射性污染物外泄.此次核災難是三英里島核電站事故發生前最為嚴重的反應堆事故.--1987年9月13日戈亞尼亞核事故：在巴西的戈亞尼亞,一名垃圾場工人撬開了一個廢棄的放療機,并拆掉了一小塊高放射性的氯化銫,災難就此降臨到這座城市,當時共有超過240人受到核輻射.由于被放射性材料的亮綠色蒙騙,孩子們用手接觸并涂抹在皮膚上,導致幾個街區污染,不得不拆除.--1993年4月6日托木斯克-7核爆炸：這起發生在西伯利亞托木斯克的核事故是由硝酸清洗容器時發生爆炸導致的.爆炸致使托木斯克-7的回收處理設施釋放出一個放射性氣體云.--1985年8月10日K-431核潛艇事故：在符拉迪沃斯托克(K-431核潛艇)補充燃料過程中,E-2級K-431核潛艇發生爆炸,放射性氣云進入空中.10名水兵在這起核事故中喪命,另有49人遭受放射性損傷.--1999年9月30日東海村核事故：發生在東京東北部東海村鈾回收處理設施的核事故是日本歷史上最為嚴重的核災難.事故發生時,工人們正在混合液體鈾.--1970年12月18日加卡平地核事故：在巴納貝利核實驗過程中,美國內華達州加卡平地地下一萬噸級當量核裝置發生爆炸,實驗之後,封閉表面軸的插栓失靈,導致放射性殘骸泄漏到空氣中.現場的6 名工作人員受到核輻射.利用核裂變發電，人們最擔心的是它的安全性，因為：

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。

核能利用的安全性，主要有兩方面問題：一是核廢料的處理，二是保證核反應堆安全運行不發生事故。

這里我有了疑問，核燃料、核廢料是如何處理的？

通過查找資料，得到的方案如下：

使用后的核燃料便是核廢料，由于它有強烈的放射性，所以特別需要加以注意。通常要先在水池中放幾個月，以去除裂變生成物的衰減熱，并使強烈輻射能得到衰減。然后將燃料棒切成小片，放在溶解槽中用硝酸溶液進行溶解，再從溶解液分離出鈾和钚。無用的廢棄物，按照其不同的放射性水平給以不同處理，通常要密封起來深埋。

在日常運轉中，主要需注意核泄漏。核泄漏通常是由于燃料棒包皮破損，使放射性物質隨冷卻材料而泄漏出去。在輕水堆中，為了防止核泄漏，設有三道防線。第一道防線是要保證燃料棒包皮不被損壞。第二道防線是把包括附屬設備在內的反應堆都放在壓力容器內。第三道防線是把壓力容器再密封起來。這樣，即使有些核泄漏，也不會對外部產生影響。

為什么核能那么令人擔憂，卻在世界上被廣泛利用呢？

首先，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。

然后，核能發電不會產生加重地球溫室效應的二氧化碳，核能發電所使用的鈾燃料，除了發電外，沒有其他的用途。

另外，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。

在核能發電的成本中，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。

由于核發電的歷史已長達40多年，所以已經逐漸積累了一整套行之有效的方法，在正常情況下是可以保證安全的。40年來唯一一次災難性事故是前蘇聯切爾諾貝利核電站事故。事故的原因一是設計上不合理，二是操作不正確。因此這類事故是可以避免的，而不是從原理上說必定會發生的。

相比傳統發電方式，無論是從經濟還是從環保方面看，核能都具有發展優勢。從經濟上看，發展核能有充分依據。現有的核電站通過延長運營壽命、增加容量等可以進一步降低發電成本。在環保方面，如果各國對二氧化碳排放采取懲罰性措施，核能就更具有競爭力。核能發電不產生溫室氣體，有利于解決全球氣候變暖和空氣污染問題。

總而言之，核能的安全性是有所保障的，目前已經有完整的處理和保護措施，發生核安全事故的可能性非常低。而核能帶來的經濟和環境效益讓人無法忽視，在溫室效應愈發嚴重的今天，發展核電是可行而有效的。

參考文獻：百度百科，中國基礎教育網，中國經濟網

第二篇：光伏電站安全性討論

光伏電站安全性討論

從太陽能光伏發電等新能源的使用角度看，有許多特有的優點:

1、分布式光伏發電可實現就近供電，不必長距離輸送，避免了長距離輸電線路的損失;

2、太陽能不用燃料，運行成本很低;

3、太陽能發電沒有運動部件，不易用損壞，維護簡單，特別適合于無人值守情況下使用;

4、太陽能發電不會產生任何廢棄物，沒有污染、噪聲等公害，對環境無不良影響，是理想的清潔能源;

5、太陽能發電系統建設周期短，方便靈活，而且可以根據負荷的增減，任意添加或減少太陽能方陣容量，避免浪費。這些優點使得分布式光伏發電不存在較高的操作難度和危險性，安全性得到了保障，為廣泛推廣提供了現實的可行性。

但從運行維護的角度來說，光伏發電也并非完全安全無隱患的。與獨立占地的大型地面電站不同，分布式光伏發電需要依附居民住宅、工業廠房、倉庫、商業大樓、學校市政建筑等，而這些建筑物載體一般都有人口密集、配裝有相關精密儀器設備或存放有易燃物質的特點，所以分布式光伏發電對于安全性能的要求就更加嚴格，必須要保證光伏發電不影響這些建筑物原有的生產生活功能，對人員、生產、物資不產生安全隱患。

為了避免安全事故的發生，在開展電站方案設計及設備選型之時，會嚴格做好一系列準備工作。

第一：分析安裝分布式光伏發電系統的載體建筑，做好合理安全的空間規劃，必須安排專門的空間區域放置光伏組件和配電逆變等發電設備，盡量避免非專業人員接觸發電設備，以免引發安全事故。

第二：對選用設備的品質和產品認證齊備情況進行充分的了解，確認逆變器所獲得的認證證書和認證質量，不僅需要將EMC(電磁兼容)問題作為重要考慮內容，必要時要采用相關的輔助措施，以防出現發電設備對原有電子設備的電磁干擾，同時還需要在逆變器輸出匯總點設置易于操作、可閉鎖、且具有明顯斷開點的并網總斷路器，以確保電力設施檢修維護人員的人身安全，杜絕可能出現的孤島效應。

第三：在完成以上要求的基礎上，對防火、接地、應對強風方面加大防護力度。

第四：另一方面，在分布式光伏發電系統的正常運行過程中，我們應當堅持對發電系統進行安全性定期檢查，同時不斷提高分布式光伏發電系統的智能化運維能力，將所有可能出現的安全故障第一時間得到反饋，在保證發電效率的同時提高整個系統的安全性。具體來說，除了基本的消防安檢措施外，還特別要求光伏系統具備自我檢測、識別異常并主動停止異常發電組串工作的功能，降低火災發生可能性。發電系統的任何一個環節，光伏電池、組串匯流、逆變設備等，都可以作為這一智能自檢自控功能的加裝應用載體。

通過分析，我們不難看出，分布式光伏發電在總體上的安全性是值得信賴的，隨著行業標準和規范的不斷提高，分布式光伏發電因為設備質量問題、設計建設問題而導致的安全隱患必然會越來越少，但是因為其自身發電模式的特殊性，還是需要業主關心分布式光伏發電系統的整體安全性能，養成定期維護的良好習慣。

第三篇：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。現在世界上許多國家，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。現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。現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。科學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。”

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。總的來說，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。總的來說，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。

第四篇：核能論文

核能利用現狀與分析

摘要：核能是由原子核內部結構發生變化而釋放出的能量。核能發電的歷史與動力堆的發展歷史密切相關。由世界第一座核電站投入運行后，核電站已經具有污染少，儲量豐富，運輸方便，燃料成本低，不會加重溫室效應等優點，但也具有廢料放射性，熱效率低，泄漏后果嚴重等缺點。核電占世界重發電量比重日趨增大。但核燃料泄漏安全已成為世界最為關注的問題，它被認為是存在著風險的，失控后不能用于發電，還會釀成災害。

關鍵字：核能；核能發電；核能前景；核泄漏

前言

能源是人類社會的生命線，一個國家開發和利用能源的水平，標志著這個國家的生產力水平、文化水平和人民生活水平。但隨著人們日益對資源能量的渴求，傳統的能源已經滿足不了人們的需求,它們地球上的儲量日益面臨枯竭。

從而20世紀中期，核能成為了一種新的能源，而不是用于軍事。

到了本世紀70年代，核能與核技術已在許多方面形成了新興的產業，在西方發達國家，核技術的應用已經深入到國民經濟的各個領域，技術日趨成熟，并不斷取得新進展。核能的利用的優點也伴隨著缺點，而且絕不能忽視的。核能原理

2M?mc由相對論的質能關系式 可知，質量和能量是相互聯系的。當一個系統的能量減小時，系統向外界散發能量；反之系統吸收能量。我們知道，原子核是由質子和中子組成的，質子和種子都叫做核子。組成某一原子核的核子的的質量和與該原子核質量的差值叫做原子核的質量虧損，用?m表示。原子核的質量虧損說明，在原子組成原子核的過程中有能量放出，放出的能量?E由質能關系式可得：

?E=?mc2

這種自由核子結合成原子核時放出的能量叫做原子核的核能，用B表示。相反若要讓原子分解成單個的原子，原子核要從外界吸收相應的能量。

由此可見，在原子核內蘊藏大量可利用的能量，而重核裂變和輕核裂變是獲取核能的兩天主要途徑。[1] 世界核能歷史

核能是人類歷史上的一項偉大發明，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。

19世紀末 英國物理學家湯姆遜發現了電子。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。1898年 居里夫人發現新的放射性元素釙。

1902年 居里夫人經過4年的艱苦努力又發現了放射性元素鐳。1905年 愛因斯坦提出質能轉換公式。

1914年 英國物理學家盧瑟福通過實驗，確定氫原子核是一個正電荷單元，稱為質子。1932年 英國物理學家查得威克發現了中子。

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。1945年8月6日和9日 美國將兩顆原子彈先后投在了日本的廣島和長崎。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。

世界第一座核電站投入運行始于1954年6月27日，位于前蘇聯的奧布靈斯克。其熱功率為3萬千瓦，電功率為5千千瓦。發電率為16.6%、這一小型的實驗性核電站標志著人類第一次能把核應用于和平建設。

此后，核電站如雨后春筍般在全國各地建立起來。然而，從二十實際八十年代開始，核能逐步由高潮走入低潮，其原因是20實際七十年代兩次石油危機使工業發達國家的經濟由高速發展轉入到平穩發展，產業結構由高能耗向高技術低能耗方向調整，使大批項目停建，取消，核電首當其沖。截至2000年，全世界共有433座核電機組在運行，總裝容量。[2] 3 核能應用現狀及分析

3.1 核能優點 核能是地球上儲量最豐富的能源，又是高度濃集的能源。一噸金屬鈾裂變所產生的能量，相當于270萬噸標準煤。按照地球上有機燃料的儲量和人類耗能的情況來估算，地球上煤的儲量大概再過200多年即將耗盡，石油則只夠用約40年。聚變反應堆成功以后，能源真可謂取之不盡，用之不竭，人類將不再為能源問題所困擾了。核電是清潔的能源，有利于保護環境。目前世界上大量燃燒有機燃料的后果是相當嚴重的。燃燒后排出大量的二氧化硫、二氧化碳、氧化亞氮等氣體，不僅直接危害人體健康和農作物生長，還導致酸雨和大氣層的“溫室效應”，破壞生態平衡。比較起來，核電站就沒有這些危害。核電站嚴格按照國際上公認的安全規范和衛生規范設計，對放射性三廢，原則上是回收處理儲存，不往環境排放。核電在經濟上也有優勢。核電廠由于特別考究安全和質量，建造費比火電廠高，一般要高出30%～50%，但燃料費則比火電廠低很多，火電廠燃料費約占發電成本的50%～60%，而核電廠的燃料費則只占20%～30%，總的看起來，一般來說核電廠發電成本與燃煤電廠成本相當，而在需要遠距離運煤的地方，則要低15%～30%。我國臺灣省核電廠成本僅是那里燒石油電廠成本的二分之一。核電廠燃料的運輸量只及相同容量煤電廠煤炭運輸量的十萬分之一。以田灣核電廠為例，它兩套機組的總容量為200萬千瓦，每年只需核燃料48噸。如果是相同容量的燒煤電廠，每年就需燒煤600萬噸。[3] 5 以核燃料代替煤和石油，有利于資源的合理利用。煤和石油都是化學工業和紡織工業的寶貴原料，能以它們制造出多種產品。它們在地球上的蘊藏量是很有限的；作為原料，它們要比作為燃料的價值高得多。[4] 所以，從合理利用資源的角度來說，也應逐步以核燃料代替有機燃料。總之，核能的優點終將為人們所確認。它的利用是解決能源問題的必由之路。

3.2 核能缺點

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。[5] 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] 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。[7] 所以核能的利用應在法制健全，技術先進，管理規范嚴謹的前提下，而且存在著自然災害的影響，導致核泄漏，產生嚴重后果。

3.3 核能在能源中的重要性

能源是人類社會的生命線，一個國家開發和利用能源的水平，標志著這個國家的生產力水平、文化水平和人民生活水平。

在十九世紀產業革命之前，人類消耗能源的增長，相當緩慢。產業革命以來，由于經濟的發展，能源耗量也迅速增長。近一百年來，世界能耗增長了二十倍。在上世紀五十年代，世界能源年耗量相當于26億噸標準煤，至八十年代初已超過年耗量100億噸標準煤。2000年世界能源的年耗量已超過180億噸標準煤。但是，迄今為止，世界耗能的85%均來自燃燒煤、石油、天然氣等有機燃料。人類已經面臨選擇后續替代能源的問題。[8]

自然界中，除有機燃料外，核能、水力、風力、太陽能、地熱、潮汐能也都是可資利用的能源。水力是無污染的能源，應充分開發使用，但水力資源終究有限，且受地理條件限制。水力發電量又隨季節變化很大，故光水力滿足不了日益增長的能源要求。太陽能、潮汐能、風力、地熱等受多種條件限制，只能在一定條件下有限開發，很難大量使用。多種預測資料表明，即使做較樂觀的估計，上述這幾種能源中每種在能源總耗量中的比例，都很難超過1%。現在，技術上已較成熟，且能大規模開發使用的，唯有核能。目前，世界上正在運行發電的核電機組已有438座，總電功率為三億五千多萬千瓦，核電占世界總發電量的17%，法國核電占全國總電量的比例已達76%。[9] 所以人類對能源要求的前景來看，發展核能將是必由之路。這是因為核能有其無法取代的優點。

3.4 我國核能現狀

我國是重視核能發電的。早在1955年中央制定原子能發展計劃12年大綱中就提出：“用原子能發電是動力發展的新紀元，是有遠大前途的。在有條件下應用原子能發電，組成綜合動力系統”。1974年周恩來總理批準了30萬千瓦壓水堆核電站方案，作為科技開發項目，列入了國家計劃。這就是秦山核電站的由來。于1991年12月15日并網發電，結束了我國大陸無核電的歷史。從法國成套進口的廣東大亞灣兩臺90萬千瓦的核電機組，也分別于1993年和1994年并網發電。這兩個核電站為我國核電發展創造了良好的基礎。

在黨中央和國務院的重視和關懷下，九五期間我國已開工建設的核電機組有八套，其中：

[10] 1.自行設計建造的秦山二期，有二套60萬千瓦級壓水堆核電機組，已于1996年6月正式開工，其第一套機組已于2002年2月并網發電，5月達到滿功率運行。

2.廣東嶺澳核電站，與法國合作建設二臺90萬千瓦級壓水堆核電機組，已于1997年5月正式開工建設，其第一套機組已于2002年5月投入商業運行。

3．秦山三期核電站，與加拿大合作建設二臺重水堆70萬千瓦級機組，已于1998年6月開工建設，預計其第一套機組將于2002年11月并網發電。

4.江蘇連云港田灣核電站，與俄羅斯合作建設二套100 萬千瓦級壓水堆核電機組，已于1999年10月開工建設，預計其第一套機組將于2004年建成發電。[11]

核技術除了用于發電，在工業、商業、醫學等各領域的應用也都有較大的發展。目前，中國從事核應用技術開發和生產的企事業單位有３００多家，產業規模達到年總產值１５０多億元。進入９０年代以來，工業用電子加速器、工業鈷源的實際裝源量的年均增長速度維持在２０％以上，是世界上發展最快的國家之一。核技術的應用開發取得一批重要成果，核技術應用的產業化進程明顯加快。海關集裝箱電子束監測系統、電子束信件滅菌裝置等一批裝置研制成功，為打擊走私和反恐活動提供了新型有效的技術手段。核技術在我國農業領域得到了廣泛應用，并取得了卓越成就，創造了巨大的經濟、社會與生態效益。中國擁有７個放射性藥物生產基地，核醫療器械一直保持快速發展的勢頭，１０００多家醫院應用核醫學技術，核醫學得到普及和推廣，為提高人民健康水平做出了積極貢獻。[12]

3.5 核能安全

涉及核電站的一個主要問題，是人們對安全標準和安全設備的擔憂，因為放射性泄漏總是可能發生的。

對安全最嚴重的是燃料可能融化，使大量放射物質向環境排放。[13]當然，這種狀況是我們在考慮安全性時的一種最壞的設想。事實上，核電站事故在有些國家發生過，但像那種嚴重事故的自由反應堆以來只有2次。[14]反應堆產生的廢物有氣體，固體，液體三種，對放射性廢物處理的基本要求是：在排放的廢氣，廢液中，放射性物質的濃度低于規定值；存放，儲存和投擲深海的固體廢物的措施安全可靠。[15]

但在2011年3月15日，日本福島核電站發生核泄漏事件。日本核泄漏造成的核污染其輻射范圍正一步步向外擴散，先是我國沿海地區，接著內地，今天傳來除西藏外全國所有省市均在空氣中檢測到放輻射物質的消息。這核能事故敲響給世界核能安全安敲響了警鐘。對于自然災害對核設施的影響，人們更應注視。更應制定更加嚴格的控制核能的法律以及對事故的防范措施。結論

國民經濟要發展，能源是基礎。總之，核能開發利用的前景是光明的，但這終究是一個長期的大系統工程，既要解決為國民經濟服務的大量工程技術問題，又要為下一步發展進行系統的預先研究和基礎研究，牽涉到的學科范圍也十分廣泛。因此，必須遠近結合，高瞻遠矚，全面考慮，統籌安排，認真落實。發展核能的同時也要時刻考慮著核能的安全利用，一旦發生危害弊遠遠大于利。

參考文獻：

【1】 王瑩,21世紀新能源的開發與利用 , 2007.【2】翟秀靜，劉奎仁，韓慶，新能源技術, 2005.【3】王豐，熱力發動機優化設計,1993.【4】周乃君，能源與環境 , 2008.【5】《一看就懂叢書》編寫組，一看就懂的科學發現大事典, 2009.【6】魏切爾，舒爾茨著；俞譽福譯，放射生態學核能與環境第1卷, 1988 【7】王喜元，從核彈到核電核能中國, 2009.【8】王瑩著，世紀新能源的開發與利用, 2007.【9】翟秀靜，劉奎仁，韓慶，新能源技術, 2005.【10】全民科學素質工作領導小組辦公室，能源篇, 2007.【11】王秀清，世界核電復興的里程碑，中國核電發展前沿報告, 2008.【12】Zentner,Irmela;Tarantola,Stefano;de Rocquigny,E ,Sensitivity analysis for reliable design verification of nuclear turbosets.2011.【13】Linnerud,Kristin;Mideksa,Torben K.;Eskeland,Gunnar S ,The Impact of Climate Change on Nuclear Power Supply.Energy Journal 2011.【14】徐恒馨;李弘毅 ,新能源之核能, 2010.【15】中華人民共和國科學技術部，國際安全生產發展報告, 2006.

第五篇：《核能》教學設計

《核能》教學設計

石羔中學 彭棠妍

【教學目標】

一、知識和技能

1．知道釋放核能的兩種方式。

2．了解鈾核鏈式反應的大致情況和核電站的大致工作過程。

二、過程與方法

1．通過學生搜集信息、閱讀資料、相互交流，判斷核能與我們的生活的有關說法是否正確，培養學生信息處理能力。

三、情感態度與價值觀

1．從能源問題到能源科學引發學生的學習興趣和學習欲望。

2．認識科學技術對人類生活的影響，樹立將科學服務于人類的意識。

3．初步認識科學與技術對人類生活的影響有兩面性，增強學生熱愛和平及振興中華的使命感與責任感。【重點與難點】 1．重點

裂變和聚變的概念。2．難點

知道可控鏈式反應，和平利用核能。【教學準備】 PPT課件

【教學過程】

一、引入新課

課件引入展示：21世紀我國和世界（煤）能源消耗的曲線圖。

化石能源:煤、石油、天然氣是現代人類文明所需的主要能源。由于其屬于不可再生的資源，隨著不斷開采逐漸枯竭，所以總有使用殆盡的一天。俗稱“能源危機”。

師：大家想一想，長期這樣下去，肯定會發生能源危機。我們應該采取什么樣的措施來挽救能源危機呢？

（學生討論、交流并回答）

師：有的同學說要不斷開發新能源，有的同學說開發利用取之不盡，用之不絕的太陽能??同學們的意見都很有道理，都是解決人類能源危機的好方法。

20世紀40年代，科學家發明了可以控制核能釋放的裝置——核反應堆，拉開了以核能為代表的新能源利用的序幕。今天我們就來學習有望在將來徹底解決人類能源危機的新能源──核能。

二、進行新課

1、首先，請同學們先閱讀課文，并完成課前預習內容。

一、原子結構

1、原子由帶正電的 和帶負電的 組成。

2、原子核由帶正電的 和不帶電的 組成。

二、核能

1、定義：質量較大的原子核發生 或者質量較小的原子核相互 時釋放出的能量。

2、裂變

（1）定義：用中子轟擊質量比較大的 變成，同時釋放出巨大的能量。

（2）鏈式反應：鈾核分裂時釋放出，同時還會產生幾個新的中子，這些中子又會，導致一系列鈾核持續裂變，釋放出大量核能。

3、聚變

（1）定義：將某些質量很小的，在超高溫下 成新的原子核，會釋放出巨大的核能。

（2）應用：氫彈

（學生討論、交流并展示答案，教師補充）

2、深入分析

（一）原子、原子核（學生講解）

教師根據學生預習情況，結合圖片補充講解一下原子的結構：

如果把原子比作大廣場，原子核就像幾顆豆粒擠在廣場中央，但整個原子的質量和能量幾乎都集中在原子核上。

（二）核能

（教師講授）質子、中子依靠強大的核力緊密結合在一起，一旦原子核發生分裂或聚合，就可能釋放出驚人的能量，這就是核能。

1.裂變

較重的原子核分裂成兩個中等質量的原子核，同時釋放出能量的過程就是核裂變。怎樣才能使裂變繼續下去呢？

想想議議：展示：將火柴搭成如圖所示結構，點燃第一根火柴后，會發生什么現象呢？

（學生回答）

一根火柴點燃兩根，兩根點燃四根，如此像鎖鏈一樣持續下去。這就像用中子轟擊鈾235原子核，鈾核分裂時釋放出核能，同時還會產生幾個新的中子，這些中子又會轟擊其它鈾核??于是就導致一系列鈾核持續裂變，并釋放出大量核能。這就是鏈式反應。

播放鏈式反應動畫，讓學生更直觀、更形象的理解鏈式反應。1.聚變

兩個較輕的原子核，在超高溫和超高壓的條件下，聚合成一個較重的原子核，同時釋放出核能的過程就是核聚變，也稱為熱核反應。

氘核與氚核在超高溫下結合形成氦核和一個中子，能釋放大量核能。這一過程就是聚變。太陽內部發生的就是這種熱核反應。核聚變釋放出來的能量為裂變的四倍以上。

（三）核能的利用

誰能說一說，現在人類對核能的利用有哪些呢？（學生回答）對了，一是利用核能發電，一是應用到軍事領域。這就是核電站的核心設備──核反應堆。

為便于和平利用核能，必須控制鏈式反應的速度，使核能緩慢而又平穩地釋放出來.為此，人們制成了一種專門裝置——核反應堆.它是核電站的核心設備。核反應堆能緩慢、平穩地釋放核能。

教師展示小知識：

1942年人類利用核反應堆第一次實現了可控制的鈾核裂變。當時的核反應堆的功率非常小，大約要260座這樣的反應堆才能點亮一只40W的燈泡。然而，這是人類利用核能的關鍵一步。

今天，一座核反應堆的功率可達百萬千瓦，全世界已經建成了幾百座核電站，核電發電量接近全球發電量的1/5。在不可再生能源日趨珍貴之時，適度發展核電是人類的一種選擇。以百萬千瓦的電站為例，一年消耗煤300多萬噸，每天要有一列40節車廂的火車為它拉煤。而用核原料，一年只需消耗30噸，一輛重型卡車即可拉走，一次換料，可以連續運行一年。

教師展示圖片：我國第一座自行設計建造的核電站——秦山核電站三期工程 核電站就是利用核反應堆所產生的熱能來發電或發電兼供熱的動力設施。

教師展示圖片：核電站內部結構 為了安全地利用核能，核電站常利用循環水流把反應堆中的內能引導出來．但由于從反應堆中出來的水和蒸汽是有放射性的，不能直接用來推動機器，因而要把它跟產生蒸汽并推動汽輪機的水分隔開來，形成兩個回路(如圖所示)．第一同路用不銹鋼管子做成，管子通過反應堆中心，用泵使水在管子里循環流動，把核反應放出的能量帶出；第二網路包在第一回路的外面，吸取第一回路的熱量，使得第二回路里的水轉化成蒸汽，推動汽輪機運轉，將內能轉化成機械能，然后進入冷凝器，液化成水。最后汽輪機帶動發電機發電，將機械能轉化為電能．

核廢料處理

閱讀教材：了解當前處理核廢料的常用辦法；

了解我國和世界上核能利用的最新進展；

通過可控制聚變來利用核能，有望徹底解決人類能源問題。因為海水中蘊藏著豐富的、可以實現聚變的氘核，足夠人類使用幾百億年，而且反應物是無放射性污染的氦。

中國的可控核聚變研究位居世界先進行列，50年后，有望實現商業運營。希望同學們努力學習，將來為中國的核電事業貢獻力量。

如果核反應不加控制，大量的原子核就會在一瞬間發生裂變或聚變，釋放出大量的核能。原子彈、氫彈爆炸時，發生的核反應，就是不加控制的。原子彈爆炸后升起的蘑菇云就是原子彈爆炸時釋放的巨大核能產生的高溫高壓氣體向外擴散時形成的，其上升的高度可達幾百米，其破壞力和殺傷力都是十分巨大的。氫彈爆炸威力是原子彈的幾百倍到上千倍。

在人類實現可控核裂變大約三年后，即1945年，利用不加控制的核裂變制造的毀滅性武器——原子彈爆炸了。

核武器的威力帶給人類的代價是慘痛。1945年，美國投入日本廣島市區的“小男孩”原子彈，造成80%的建筑物化為灰燼，6萬多人喪生，7萬多人受傷，傷亡總數占全市人口的53%。而當時的小男孩的威力僅14000噸梯恩梯當量，現代原子彈的威力可達1000萬噸梯恩梯當量，甚至更高。如果人類發動核戰爭，就會毀掉我們賴以生存的地球。

大家說，我們國家應不應該發展核武器呢？

（學生討論、交流并回答）

1964年10月16日，中國第一顆原子彈爆炸成功；1967年6月17日，中國成功地爆炸了一顆氫彈。

核武器越是為美帝國主義及其合伙者所壟斷，核戰爭的危險就越大，中國發展核武器，是為了防御，為了保衛中國人民免受美國發動核戰爭的威脅。

同學們在課下可以繼續討論這些問題。

三、當堂練習

1.從核能到電能，下列能量轉化過程中正確的途徑是（）A、核能→機械能→內能→電能 B、核能→內能→機械能→電能 C、核能→內能→電能 D、核能→電能

2.2014年8月，我國自主研發的“華龍一號”核電站總體技術方案通過專家評審。核電站利用核能發電，它的核心設備是核反應堆。下列說法中正確的是（）A、目前核電站都是通過聚變反應來釋放核能 B、核電站產生的核廢料對環境沒有污染 C、核反應堆中發生的鏈式反應是可以控制的 D、核反應堆所用的核燃料主要是氫的同位素

3.下列關于核能的說法中正確的是（）

A、物質是由原子組成，原子中有原子核，因此利用任何物質都能獲得核能 B、到目前為止，人類獲得核能有兩種途徑，即原子核的裂變和聚變 C、原子彈和氫彈都是利用原子核裂變

D、原子核只有在人為的條件下才會發生裂變和聚變

4.下列關于放射現象、原子核和核能的說法中，正確的是（）A、通過對放射現象的研究，物理學家確認，原子核由質子和電子組成 B、放射性有著廣泛的應用，但是強劑量或長時間的輻射對人體有害 C、目前的核電站是利用核聚變釋放的核能來發電的 D、核聚變的原料“鈾”在地球上的儲量非常有限

四、課堂小結

同學們，通過這節課的學習，你有哪些收獲？（學生總結，教師補充）

五、布置作業

閱讀“STS”中的“核電站和核廢料處理”。