第一篇：世界核能发展状况

现代物理技术应用与发展

世界核能发展现状

目前全世界的经济，政治和生活方式都离不开化石能源，但是随着消费量的不断增加，化石能源储量的不断减少，人们迫切需要寻找一种替代能源，而能满足能效高，技术上可行，环保，并且可再生这四个条件的能源并不多。不过有一种能源能做到这一点，那就是核能。

截至2006年，全世界运转中的核反应堆435座，有29座以上在建设中。美国运转最多，为103座。法国次之，为59座。日本为55座（1座以上在建设中），俄罗斯为31座（7座以上在建设中）。拥有核能发电的30个国家中，由核能供电的份额变化较大。从法国高达占78%，到比利时占54%、韩国占39%、瑞士占37%、日本占30%、美国占19%、南非占4%和中国占2%。

现在核能发电站的扩建集中在亚洲：至2006年底建设中的29座就有15座在亚洲。最近建设的36座核反应堆已与电网联网的有26座在亚洲。印度核能发电所占比例现小于3%，但至2006年底，拥有建设中核电站的1/4，在建设中29座核电站中拥有7座。印度的计划更令人印象深到：到2022年将增长8倍，达到电力供应的10%；到2052年将增长75倍，达到电力供应的26%。75倍的增长意味着年均增长9.4%，与全球1970~2004年的平均增长率相同。

俄罗斯协同核原料大国占领制高点,有31座核反应堆在运转，5座在建设中，并有大的扩能计划。

澳大利亚的铀矿储量居世界第一位，而俄罗斯的浓缩铀生产能力居于世界领先地位，这一协议意味着世界核能的龙头已经产生。

印度核能发电所占比例现小于3%，但印度计划到2022年将增长8倍，达到电力供应的10%；到2052年将增长75倍，达到电力供应的26%。

日本55座核反应堆在运转，1座在建设中，并计划使核能发电占电力份额从2006年30%提高到后10年内的超过40%。

韩国于2006年投运第20座核反应堆，核能发电已供应其电力的39%。欧洲总计有166座核反应堆在运转中，有6座在建设中。但有几个禁用核能的国家，如奥地利、意大利、丹麦和爱尔兰。并且有几个国家如德国和比利时也开始禁用核能。

芬兰、法国、保加利亚和乌克兰也有核能扩能计划。

英国拥有19座运转的核反应堆，其中许多已相当陈旧，可能将投资新的核电站。

美国有103座核反应堆，提供电力份额19%。美国核反应堆3/4已进行了技术更新。

中国的核工业在五十年代中期开始建立,现已形成比较完整的核工业体系。核电自八十年代初起步以来，在核电站的建设和运行、前期准备工作、国产化、有关法规和管理体系的建立等方面做了大量的工作，取得了相当的进展，为今后的发展奠定了基础。中国通过6个核电项目11台机组的建设，现已形成基本配套的核动力、核燃料科研开发工业体系；积累了科研、设计、建设、运行等一整套宝贵经验；培养和造就了一支专业齐全，具有相当实力的科研、设计和工程建设队伍，建立了一批大型实验台架，进行了大量科研攻关和设计研究。通过在建项目的实施，掌握了较多的设计资料，积累了大型核电站的工程建设和项目管理经验，国产化能力有了较大的提高。中国现有4座核反应堆在建设中，并计划到2020年扩大近5倍，这将使核能发电占总电力4%。现代物理技术应用与发展

日本福岛核危机

2011年3月11日，日本东海发生9.0级大地震，在地震和海啸双重大灾难后，12日带来了更大的危机———福岛核电站1号2号3号4号机组相继发生爆炸，并产生核泄漏。

1.最新数据：死亡 10489人 失踪 16621人

2.遗体难寻

日本福岛县警方25日说,福岛第一核电站周边10公里范围内,不少地震和海啸遇难者遗体无法搜寻,确切人数尚未掌握。自卫队侦察机在11日地震后发现核电站周边区域不少城镇遭海啸袭击。然而,随后核电站泄漏事故使得搜救及善后人员无法前往这些区域寻找死者遗体。

3.海水辐射超标1250倍

东京电力公司26日说,继福岛第一核电站3号机组厂房24日出现含高浓度放射物质的积水之后,1号、2号和4号机组厂房25日发现类似积水。日本原子能安全保安院在积水中检测出多种放射物质。除碘-131和铯-137,其他物质通常密闭在燃料棒内,较少出现在反应堆内水里。由于积水遭受污染,核电站部分区域辐射水平上升,阻碍反应堆冷却作业。

4.核电站情况仍难预测

日本东京电力公司25日检测显示,福岛第一核电站3号机组积水中放射性物质浓度是正常水平的1万倍,说明反应堆或乏燃料池内的部分燃料棒已损伤,并且受损的燃料棒极可能释放出核裂变物质。

东京电力公司原子能本部福岛事务所副所长小山广太25日表示,由于此次福岛第一核电站事故非常复杂,目前很难确定事故何时才能处理完毕。公司暂时无法给出今后1个月或半年的工作日程表,此次事故处理可能长期化。

5.达6级“重大事故”水平

日本原子能安全委员会近日启用“紧急状态放射能影响快速预测系统”，以近期各地的放射能测定值为依据，对福岛核泄漏的放射性物质扩散量的数值进行了推算。

结果显示，从事故发生的12日上午6时至24日零时止，福岛第一核电站外泄放射性碘的总量约为3万万亿~11万万亿贝克勒尔。这个数值已超过美国三里岛核事故(5级)，相当于国际评价机制的6级“重大事故”水平。

3月18日，日本经产省原子能安全保安院将福岛核事故等级由4级提升为5级。但从目前的泄漏水平看，很有可能将对本次核泄漏事故的严重程度重新进行评估。一名官员说：“我们不排除把事件等级调高至6级的可能。”

6.放射物排放一直没中断

此外研究人员还证实福岛每天排放的碘131相当于1986年切尔诺贝利核事故后排放量的73%。福岛核电站每天排放的铯137水平约为切尔诺贝利核事故排放量的60%。周边国家也在慢慢受到影响，中国已有30多个省检测出不同程度的辐射。

历史上的核灾难

在人类历史上，曾经发生过5次影响较大的人为核污染事件，有些造成的污染与伤痛至今遗留。

1.1945年·日本 广岛、长崎遭原子弹轰炸

为迫使日本迅速投降，美军于1945年8月6日8时15分在日本广岛市区投 现代物理技术应用与发展

掷了一颗代号为“小男孩”的原子弹。“小男孩”是一颗铀弹，当量为1.5万吨。原子弹在离地600米的空中爆炸，霎时卷起巨大的蘑菇状烟云，广岛市顷刻沦为焦热的火海。据统计，悲剧发生之前广岛人口为34万多人，当日死者计8.8万余人，负伤和失踪的为5.1万余人；建筑物有半数以上都被不同程度毁坏。8月9日上午11时02分，美军对日本实施第二次原子弹袭击，将原子弹“胖子”投到长崎市中心。“胖子”是一颗钚弹，当量为2.2万吨，爆高503米。此次悲剧造成长崎市二分之一的人口当日伤亡或失踪，建筑物有六成以上被毁，幸存者饱受癌症、白血病和皮肤灼伤等辐射后遗症的折磨。2.1954年·美国 太平洋核试验诱发“比基尼事件”

1954年3月1日清晨，美军正在位于太平洋的比基尼环礁上进行氢弹核试验。160公里外的公海上，日本“第5福龙丸”号渔船正在航行。两个小时后，“福龙丸”的船员发现船上散落了大量爆炸后的灰，他们没有意识到，这是具有辐射性的“死亡之灰”。

事实上，1954年3月1日6时45分许，预测当量为600万吨的氢弹在比基尼环礁离地2米的空中爆炸。爆炸场景很快让观测人员傻眼了——氢弹所在的岛屿和附近两座小岛在爆炸的一瞬间消失了。美军的空中观测机发现，原先放置氢弹的地方形成了一个宽近2公里、深达80米的大湖。事后，据美国科学家测算，这枚氢弹的爆炸当量高达1500万吨。由于没有估计到如此大的爆炸威力，美军并未及时通知附近的居民和在海上作业的各国渔船事先撤离，造成了太平洋上最大的核污染事件。其中，致命的永久核污染区近2万平方公里。3.1957年·前苏联 乌拉尔核废料罐爆炸

1957年9月29日，在前苏联的大型核工业聚集区乌拉尔地区，一个地下核废料存储罐突然发生爆炸，一片直径10公里的带有放射元素的烟云升空。1万多居民当即撤离污染区。由于当时天气极恶劣，狂风把放射性烟云刮到数百公里之外，结果造成南乌拉尔地区3000平方公里受到核污染，区内草木不生，成千上万人患辐射病。

4.1979年·美国 三里岛核事故

1979年3月28日凌晨4时，位于美国宾夕法尼亚州的三里岛核电站第2组反应堆操作室里，一片慌乱。两个小时后，大量放射性物质溢出。直到6天以后，堆芯温度才开始下降，氢爆炸的威胁消除，但反应堆也彻底陷于瘫痪。美国民众在得知这一消息后无不震惊，核电站附近的居民更是惊恐不安，约20万人撤出这一地区。

5.1986年·前苏联 切尔诺贝利核灾难

1970年，位于前苏联乌克兰北部基辅州的切尔诺贝利核电站建成，该核电站为乌克兰提供了10%的电力，由4座核反应堆组成。在1986年4月26日凌晨开始的例行安全测试中，核电站工作人员为提高效率，违反了操作章程，将4号反应堆中的控制棒大量拔出。由于这些控制棒是调节反应堆堆芯的温度的，这一致命失误导致堆芯过热。凌晨1时23分，工作人员再次违章操作，按下了关闭核反应堆的紧急按钮。电源的突然中断，致使主要冷却系统停止了工作，反应堆彻底失控了！堆芯内的水被强辐射立即分解成了氢和氧，由于氢和氧浓度过高，反应堆随即发生大爆炸，8吨多强辐射物泄漏，蒸发的核燃料迅速渗入到大气层中，在周围地区造成强烈的核辐射。

灾难发生后，围绕在核电站半径30公里地区居住的居民被紧急撤离，这一地区被辟为隔离区，任何人不得随意出入。随后，政府又撤走了普里皮亚特地区 现代物理技术应用与发展

居民逾13万人，使之成为被废弃的城市。

迄今为止，当地人仍然没有摆脱核污染。专家预测，消除这次核灾难造成的核污染，至少还需要一百年。

6.2011年3月12日 日本福岛核电站灾难

2011年3月11日日本宫城县东方外海发生矩震级规模9.0级大地震后所引起的一次核子事故，福岛第一核电厂因此次地震造成有堆芯熔毁危险的事故。日本内阁官房长官枝野幸男向福岛第一核电站周边10千米内的居民发布紧急避难指示，要求他们紧急疏散，并要求3千米至10千米内居民处于准备状态。福岛县发出通报，紧急疏散辐射半径20千米范围内的居民，撤离规模为14000人左右。同时此事件也是人类史上第一次在沿海地区发生核电厂意外的事件，其相关的核污染对于整个太平洋及沿岸国家城市的影响仍待观察统计。

核能的战略地位

发展核能，必须从本质上，从思想认识上，看清核能的战略地位。

1．关于行业功能的特殊性和效益的完备性

核工业行业中，就核军工产业而言，其主要产品（三弹和两舰艇核动力）具有直接服务于军事目的的功能，体现的效益是增强国防力量的军事效益和提高国际地位的政治效益；就核电产业而论，其主要产品核电具有优化能源结构、改善环境质量的特殊功能，体现环境效益和促进国民经济协调发展的社会效益和经济效益；就其他核技术与产品来说，体现了提高工农业和国民经济各行业乃至全民族和全社会的科技素质和科技水平的社会效益。即，核工业行业的产业发展，在政治、军事、经济、社会、环境五大重要领域中，均可取得明显的效益。功能的特殊性和效益的完备性，体现了它的战略地位的特殊性和重要性，这是任何其他行业都无法替代的。

2．关于产品的特殊经济性

核电产业，由于投资额大，建设周期与投资回收期限均较长，近期看不到明显效益，其经济、社会、环境等综合效益，将在已具相当规模的中远期未来才能明显发挥，因此，产业发展初期，需要资金的高额投入。就如我们投资教育一样，它的效益需要较长的一段时间后才能显现出来如果以“核电比煤电贵”为理由反对发展核电，那么，过去人们普遍认为汽车比牛车、马车贵，可最终还是大量地生产和使用了汽车；飞机又比汽车贵得多，可人们还是大量地制造了使用了飞机，等等。人们应该转变“核电”的价值观念，确立“核电”的评价准则。

3．改善能源结构、保护资源与环境的特殊使命

在世界范围内，能源、资源与环境问题，已成为困扰当代社会与经济发展的重要制约因素。发达国家的成功经验已经证明，发展核能（核电、核热）是克服这些制约因素的重要途径和手段之一。

众所周知，核电和水电都是清洁安全的能源，而水电又是可再生能源。立足未来长远利益，为子孙后代着想，提高能源产量，改善我国以煤炭为主的能源结构（90年代煤炭约占76%），珍惜化石燃料资源，保护环境免遭严重污染、维系生态平衡（目前，我国因环境污染和生态环境破坏造成的直接和间接经济损失总额每年达1000亿元），缓解交通运输紧张状况（当前全国铁路约40%以上的运力在运输煤炭），提高经济质量和生活质量等特殊使命自然落在核电和水电身上。但因水力资源总量有限（并非地域分布不均衡给产业发展带来的困难），而使上述特殊使命最终不得不落在核电肩上。现 代物理技术应用与发展

核能发展前景

核能利用是解决能源问题必由之路，它在能源中的比例将逐步加大，从而改善能源结构，并有希望在将来彻底解决人类对能源的需求。然而，核能的开发利用是一个循序渐进的长期进程，按其科技难度和实现产业化的前景展望，大致可分为三个阶段：第一阶段是热中子反应堆，第二阶段是快中子增殖堆，第三阶段是可控聚变堆。这三阶段需要互相衔接和交叉，逐步进入实用，实现产业化。积极发展核电，因为核能有其无法取代的下列优点：

(1)核能是地球上储量最丰富的能源，又是高度浓集的能源。1t金属铀裂变所产生的能量，相当于270万t标准煤。地球上已探明的核裂变燃料，即铀矿和钍矿资源，按其所含能量计算，相当于有机燃料的20倍，只要及时开发利用，便有能力替代和后续有机燃料。更进一步说，地球上还存在大量的聚变核燃料氘，能通过聚变反应产生核能。1t氘聚变产生的能量相当于1100万t标准煤，氘即重水中的“重氢”，普通水中有七千分之一的重水，故地球上存在约40万亿t氘。所以聚变反应堆成功以后，能源真可谓取之不尽，用之不竭，人类将不再为能源问题所困扰。

(2)核电是清洁的能源，有利于保护环境。目前世界上大量燃烧有机燃料的后果是足堪忧虑的。燃烧后排出大量的二氧化硫、二氧化碳、氧化亚氮等气体，不仅直接危害人体健康和农作物生长，还导致酸雨和大气层的“温室效应”，破坏生态平衡。比较起来核电站就没有这些危害。核电站严格按照国际上公认的安全规范和卫生规范设计，对放射性三废，原则上是回收处理储存，不往环境排放，排往环境的只是处理回收后残余的一点尾水尾气，数量甚微，对环境没有实质性的影响。

(3)核电站坚持安全第一、质量第一的方针，正确设计、高质量建造和按规范运行的核电站，其安全是有保证的。

(4)核电的经济性能与火电竞争。电厂每kw·h的成本是由建造折旧费、燃料费和运行费这3部分组成的。主要是建造折旧费和燃料费。核电厂由于考究安全和质量，建造费高于火电厂，但燃料费低于火电厂，火电厂的燃料费约占发电成本的4O％～6O％，而核电厂的燃料费则只占2O％左右。总的算起来，核电厂的发电成本是能与火电相竞争的。

(5)发展核电有利于减轻交通系统对燃料运输的负担。1座100万kW 的燃煤火电机组每天需烧煤约1万t，1年约需300万t，而1座lOOkW 的核电机组每年仅需核燃料30 t，可见核燃料运输量仅是煤运输量的十万分之一，大大减轻交通运输负担。

(6)以核燃料代替煤和石油，有利于资源的合理利用。煤和石油都是化学工业和纺织工业的宝贵原料，能用它们创造出多种产品。它们在地球上的储藏量是很有限的；作为原料，它们要比仅作为燃料的价值高得多。所以，从合理利用资源的角度来说，也应逐步以核燃料代替有机燃料。

总之，核电是一种清洁、安全、技术成熟、供应能力强、能大规模应用的发电方式；加快我国核电建设，提高核电在电力供给中的比重，有助于缓解电力增长与交通运输、环境保护的矛盾；发展核电对带动高科技产业和装备制造业的发 现代物理技术应用与发展

展，促进经济增长，调整能源结构，保障能源安全，实施可持续发展战略，都有重要意义.田开武 2011/4/9

第二篇：世界是否需要核能

世界是否需要核能

一、摘要及关键字

随着经济的发展，能源与环境这两个问题日益突出。核能的利用正与这两个问题密切相关。核能已经在当今世界能源结构中占据了很大一部分，2006年的调查显示，核能满足了78%的法国电能需求。但是关于核能的利用一直存在着争议，因为那些放射性核废料会被无限期保存起来，这就有可能造成泄漏或爆炸，有些国家可能借应用核能的名义来大量制造核武器。福岛核电站事故更是让各国政府再次考虑核能的利用。本文将从各方面讨论核能的利弊。

关键字 核能 环境 安全

二、引言

美国每年产生的核能居全世界首位，美国人消耗的电能中有20%来自于核能。如果按核能占总电能的百分比来看，法国则为全球第一。2006年的调查显示，核能满足了78%的法国电能需求。[2][3] 欧盟需要的30%的电能来自核反应。[4]各国的核能政策均各有不同。

图表 1

法国核电发电比例极高，图为法国核电厂位置。

核能是一种储量充足并被广泛应用的能量来源，而且如果用它取代化石燃料来发电的话，温室效应也会减轻。国际间正在进行对于改善核能安全性的研究，科学家们同时还在研究可控核聚变和核能的更多用途，比如说制氢（氢能也是一种被广泛提倡的清洁能源），海水淡化和大面积供热。1979年的三哩岛核泄漏事故和1986年的切尔诺贝利核事故使美国放缓了建造核能发电厂的步伐。后来，核能在经济与环境两方面的益处使联邦政府又开始重新考虑它。公众也对核能很感兴趣，不断飙升的油价，核能发电厂安全性的提高和符合京都议定书规定的低温室气体排放量使一些有影响的环境保护论者开始注意核能。有一些核反应堆已处于建造当中，几种新型核反应堆也在计划之中。关于核能的利用一直存在着争议，因为那些放射性核废料会被无限期保存起来，这就有可能造成泄漏或爆炸，有些国家可能借应用核能的名义来大量制造核武器。核能的拥护者说这些风险都是很小的，并且应用了更先进的科技的新型核反应堆会将风险进一步降低。他们还指出，与其它化石燃料发电厂相比，核能发电厂的安全记录反而更好，核能产生的放射性废料比燃烧煤产生的还少，并且核能可以持续获得。而核能的反对者，包括了大部分主要的环境保护组织，认为核能是一种不经济，不合理且危险的能源（尤其是与可再生能源相比），而且他们对新技术能否减低成本和风险也存在着争议。

三、核能的优点 3.1、绿色

核能发电的方式是：利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电。核能发电不会排放巨量的污染物质到大气中，不会造成空气污染。尤其是同火电站相比，核能发电不会产生地球温室效应的“罪魁祸首”--二氧化碳。核电站设置了层层屏障，基本上不排放污染环境的物质，就是放射性污染也比烧煤电站少得多。

3.2、储量大

从燃料资源上而言，地球有望供应。世界上有比较丰富的核资源，核燃料有铀、钍氘、锂、硼等等，全球铀的储量约为417万吨。地球上可供开发的核燃料资源、可提供的能量是矿石燃料的十多万倍。

3.3、运输成本低

核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍，故核能电厂所使用的燃料体积小，运输与储存都很方便。例如，核电厂每年要用掉80吨的核燃料，只要2支标准货柜就可以运载。如果换成燃煤，需要515万吨，每天要用20吨的大卡车运705车才够。

四、核能的风险 4.1、事故或袭击

核能的反对者认为，核反应堆的一个主要缺点就是它面临着核事故和恐怖分子袭击的威胁，这样的话大量平民都会受到辐射线的照射。

核能的支持者认为，在一个设计得很好的反应堆中，核泄漏的风险是非常小的，因为它的安全系统经过了精心的设计，并且核工业将核事故看得很严重，对它的[34]关心程度远比煤电厂和水电厂高。在大面积的范围内造成了灾难的切尔诺贝利核电站，实际上是结合了很危险的RBMK反应堆，缺乏安全壳的建筑物，不精心的保养和缺失安全的规章的一种产物。与西方使用的几乎所有核反应堆不同的是，RBMK型反应堆有一个危险的正空泡系数（en:void coefficient），这意味着一个零部件的失灵就会使反应堆产生越来越多的热和射线，直到反应堆破裂为止。即使是在三哩岛核泄漏事故这个苏联之外最严重的民用核设施的事故中，压力容器和安全壳建筑物也没有破裂，只是核反应堆的核心熔毁，向自然界释放出了非常少量的射线（比生物圈放出的射线都要少）。[35] 而福岛第一核电厂事故则是反核的最佳例子，在重大灾难时，核燃料与核废料可能失去冷却系统，若无法及时冷却，高温高压会摧毁围阻体，但抢救需要仰赖死士、非常不道德；而增加核电厂安全上的花费或等待机器人技术成熟是避免这些问题的方法，但发展再生能源可能比较廉价及低风险。4.2、核武器扩散

核能的反对者指出，核技术经常是军民两用性质的，民用核计划中用到的材料和技术都可以用于发展核武器。能够防止核扩散是核反应堆的主要设计指标之一。在大多数国家中，军用和民用的核技术经常与该国的核能力一起被提及。比如说，在美国，能源部的首要目标是“增强美国的公民，经济和能源的安全性；为了达到此目标，还要鼓励科学上和技术上的创新；并且消除公民对于核武器的恐惧。”[47] 大部分核反应堆中的浓缩铀的浓度对于制造核弹来说太低。大多数核反应堆使用的是浓度为4%的浓缩铀；原子弹小男孩用的是80%的浓缩铀；虽然低浓度的浓缩铀也可以用来制造原子弹，但是浓度的下降会使炸弹的最小尺寸变得出奇的大，这是很不切实际的。但是，用来为发电制造浓缩铀的工厂和技术也可以制造核弹所需的高纯度浓缩铀。[48] 另外，核反应堆在工作时制造出的钚，如果在再处理时进行浓缩的话，也是可以用来制造核弹的。虽然在一般核反应堆的核燃料循环中制造出来的钚中，钚-240的低浓度使它没有成为制造武器的理想材料，但是还是可以由它制造出有用的武器。[49]如果一个核反应堆所在的核燃料循环非常短，那么具有武器级浓度的钚就可以被制造出来。但是，在许多反应堆中进行这种活动是很难掩人耳目的，因为用民用核反应堆来制造核武器需要经常关闭核反应堆来添加核燃料，而这在卫星图片上是清晰可见的。

4.3 环境

4.3.1 空气污染

[54]无放射性的水蒸气是核电站在运行时释放出来的主要排泄物。核裂变会产生一些气体，比如说碘-131和氙-133。这些气体主要会被封在燃料棒中，但是在假定的事故中，会有少量气体被释放到冷却剂中。化学物品控制系统会将放射性气体隔离，这些气体需要被存放很长时间（半衰期的几倍），直到它们变的安全。碘-131和氙-133的半衰期分别为8.0天和5.2天，因此它们需要被储藏好几个月的时间。

4.3.2 废热 核反应堆需要冷却，典型的是用水来冷却（有时不是直接的）。使用水来将能量从一个热源带走，需要一个冷源，这个过程叫做兰金循环（Rankine cycle）。能通过兰金循环来转化为能量的热是有限度的。多余的热量需要当作废热来排放掉，这时就需要冷却水了。河流是最常用的冷却水来源，也是废热的排放地点。废水的温度必须受到限制，否则会将河中的鱼杀死；生物圈中比一般水温度高的热水是一个潜在的长期隐患。在大多数新的核电站中，这个问题被冷却塔解决了。废水对于所有的传统供电厂，包括煤，石油和天然气供电厂都是一个问题，因为它们都靠着兰金循环来产生能量。这四种供电厂只是在热源上有所不同。对于限制废气温度的需求也会限制住发电能力。在极热的天气中，用电量是最高的，但是这时核电站的发电量却可能会下降，因为核电站中冷却水的温度会变得更高，这样它的冷却效率就会降低。在改进核电站的设计时，工程师们会考虑到这点，因为冷却能力的增加会让建造资金也增加。

五、其他清洁能源是否可代替核能 5.1 太阳能

5.1.1 分散性

到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大，但是能流密度很低。平均说来，北回归线附近，夏季在天气较为晴朗的情况下，正午时太阳辐射的辐照度最大，在垂直于太阳光方向1平方米面积上接收到的太阳能平均有1000W左右；若按全年日夜平均，则只有200W左右。而在冬季大致只有一半，阴天一般只有1/5左右，这样的能流密度是很低的。因此，在利用太阳能时，想要得到一定的转换功率，往往需要面积相当大的一套收集和转换设备，造价较高。5.1.2 成本

目前太阳能利用的发展水平，有些方面在理论上是可行的，技术上也是成熟的。但有的太阳能利用装置，因为效率偏低，成本较高，总的来说，经济性还不能与常规能源相竞争。在今后相当一段时期内，太阳能利用的进一步发展，主要受到经济性的制约。

5.2 风能

5.2.1 占地面积广

2010中国装机总量为9.6万亿千瓦,如果全采用风力发电，经计算，需要100万平方公里那么大的面积，相当于一个西藏的面积。但是并不是所有地区都适合风力发电。

六、结论

虽然核能有安全问题，但在相比较下，核能将主导未来。

七、我国核电发展趋势

从“十一五”开始，我国的核电发展战略由“适度发展核电”变为“积极发展核电”。2006年底，我国共建成投产10台核电机组，分布在广东的大亚湾核电厂和岭澳核电厂、浙江的秦山核电厂、江苏的田湾核电厂等，总装机800.82万千瓦。在建5台核电机组，分别是：田湾核电厂二期、岭澳核电厂二期、秦山二期扩建，总装机434.06万千瓦。根据我国核电中长期发展规划：到2020年，我国核电要形成运行4000千瓦，在建1800万千瓦的规模，占同期全国电力装机的4%以上。也就意味着在未来14年内要新建百万千瓦核电站40座左右。

八、参考文献

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第三篇：最新全球核能发展报告

最新全球核能发展报告

2015.3 昨日，辽宁红沿河核电二期工程获发改委核准建设批复，这标志着中国核电正式重启。核电发展，对于中国能源安全有着十分重要意义。为方便公众了解全球核动力堆基本情况和发展动态，中国核能行业协会近日组织编制了《2014年全球核电综述》，并通过协会网站发布。该报告首次按公布了全球运行和在建核动力堆情况、主要核电国家发展动态等内容。

一、概述

自1954年人类开始利用核能发电以来，经过60年的发展，核能已经成为世界能源三大支柱之一，积累了超过14000堆•年的运行经验。在日本福岛核事故前，核能发电占全球电力供应的15%左右；福岛核事故后，日本大量机组停运，2012年以来全球核能年发电量占比降至11-12%。随着世界能源需求、环境保护压力的不断增加，越来越多的国家表示了对于发展核能的兴趣和热情。本文介绍了2014年全球核动力堆的基本情况和发展动态。

二、2014年全球核动力堆1基本情况 ·总体情况

截至2014年12月31日，全球共有437个运行中核动力堆2（含实验堆，下同），71座在建动力堆，150座永久关停动力堆，2座长期关停动力堆。目前世界范围能应用的动力堆仍然是沸水堆（BWR）、快堆（FBR）、石墨气冷堆（GCR）、轻水冷却石墨慢化反应堆（LWGR）、重水堆（PHWR）、压水堆（PWR）和高温气冷堆（HTGR）几种，其中快堆与高温气冷堆目前仍主要处于实验阶段。2014年新增并网投入运行3的动力堆共有四座，其中3座来自中国，分别是方家山1号机组（PWR,1000MW）、福清1号机组(PWR,1000MW)与宁德2号机组（PWR,1018MW），另外1座是阿根廷的ATUCHA-2机组（PHWR,692MW）。

·运行动力堆情况 1.全球运行动力堆数量

截至2014年年底，全球共437个运行动力堆中，美国动力堆数量达到99座，为全球最高；法国总共58座，位居第二；我国共有23座动力堆（含中国实验快堆）。具体动力堆数量分布情况如下图2.2-1所示。

图2.2-1全球各国动力堆分布情况图

（来自IAEA PRIS截至2014年12月31日的数据）2.全球核电份额及主要核电国家的核电份额比较 由于目前尚未完整收集到2014年全球各国核电份额(该国核发电量占其总发电量的比例）的数据，因此全球核电份额数据截至2013年12月31日。下图2.2-2中介绍了2013年全球核电国家的核电份额占比情况，其中法国的核电份额占比最高，为73.3%。随着中国大陆核电机组陆续并网发电，核电份额占比有所提高，截至2014年12月31日核电份额为2.39%。

图2.2-2 2013年全球核电份额概况

（来自IAEA PRIS的数据）图2.2-3 全球主要核电国家核电份额比对情况

（数据来自世界核协会网站，WNA）3.全球运行核动力堆堆型历史分布

全球共437个核运行动力堆的总装机容量为374.9GWe，我国共有23座运行中的核动力堆（含中国实验快堆），总额定装机容量为20330.58MWe。运行中动力堆堆型历史分布如下图2.2-4。

图2.2-4 全球运行动力堆堆型历史分布图

·建设中的核动力堆情况

截至2014年年底，全球共有71座核动力堆正在建设中，总装机容量为68136MW，堆型类别中以轻水堆为主，作为新技术的快堆和高温气冷堆占比较少，其具体堆型分布情况如下图2.3-1。

图2.3-1 在建核动力堆堆型分布图

全球71座在建核动力堆中，37座来自于亚洲（远东地区），其中中国大陆共有26座在建动力堆，数量与装机容量均位居世界第一。

·新建核动力堆情况

2014年，全球仅有三座核动力堆开始建设，其堆型均为轻水堆，本正式开工的动力堆数量是十年来最低的，具体分布如下图2.4-1所示。

图2.4-1 开工机组数量历史分析图 本开工的三座核动力堆分别是9月24日开工的阿联酋BARAKAH-3机组（1345MW，采用韩国APR1400技术）、2月8日开工的阿根廷CAREM25机组（25MW，采用阿根廷研发的小型堆技术）与4月26日开工的白俄罗斯BELARUSIAN-2机组（1109MW，采用俄罗斯VVER V-491技术）。

三、2014年世界核电发展动态

美国发布了能源战略《作为经济可持续增长路径的全面能源战略》（《The all-of-the above energy strategy as a path to sustainable economic growth》），在此报告中，核能作为低碳能源的重要作用仍然得到了重视。同时美国环保署发布了环保新政，提出火电厂排放新标准，对提升核电竞争力、促进核电起到正面作用。美国目前有4台AP1000机组和1台二代改进型机组在建。

欧盟达成2030年能源发展目标和碳减排目标，低碳能源发展，尤其是可再生能源发展受到重视，传统以煤电为主的一些国家将会开始快速发展核电（例如波兰）。依托欧洲的电力市场，东欧等国家核电市场开始逐步恢复，匈牙利、波兰、捷克、罗马尼亚等国家的核电新项目建设意向逐步明确，欧洲核电有可能继续扩张。

英国受到北海油气资源接近枯竭的影响，开始积极推动低碳能源的发展，核电受到更多重视，在英法两国的推动下，英国的能源项目HinkleyPointC(HPC)得到欧盟批准。

法国为推进可再生能源领域均衡发展，通过《能源过渡法案》，提出多项能源发展目标。未来核电装机将维持在现有水平，但2025年核电占发电比例降低至50%。日本修订《能源基本计划》，以“3E+1S”（能源安全保障、经济性、环境适宜性原则和安全）为能源政策基础，构筑“多层次、多样化的柔性能源供应结构”。按照此政策，核电将继续作为日本重要的基荷电源存在。日本政府通过了核电新安全标准。首座在运核电站的重启已获得日本核监管当局以及地方政府的同意，目前正在进行相关准备工作；日本唯一一座在建的核电站也提交了重启计划。

韩国受到国内核电站质量事件的影响，国内核电站的建设进度延缓并影响到公众对核电的支持度；APR1400首堆未能实现原定投产目标；在修订第二次国家能源基本规划时，韩国从构建可持续发展的能源体系、促进有竞争力的能源工业体系角度出发，强化了可再生能源发展，核能发电占比将比第一次规划时2035年的41%有所降低，但核能发展仍是其电力的主要组成。

中国核电虽然2014年未开工新的核电项目，但发展核电的愿望由上至下越来越强烈。在建二代改进型机组逐步突破瓶颈，一批新机组陆续投入运行；AP1000首批机组在紧张攻关中前行，自主三代技术（华龙一号）和CAP1400的研发为核电创新驱动发展奠定基础；内陆核电研究论证逐步深入。在今后较长一段时间内，中国核电仍将保持在建和投运的高峰，整体发展为世人瞩目。

注1.本文中各项数据，如无特殊说明，摘自于国际原子能机构动力堆信息系统（IAEA-PRIS）。2.IAEA-PRIS系统统计和发布全球范围内核电反应堆（运行、在建、计划或长期关停）的基础数据，中国核能行业协会是该系统的中方协调单位。核动力堆包括全球各国的核电机组及其他非商业用途的核能反应堆，如法国的凤凰堆和超凤凰堆、中国的实验快堆等。3.机组并网后IAEA就纳入运行统计范畴。

（来源：财新-无所不能）

第四篇：我国核能发展现状

我国核能发展现状

目前我们国家核能起着相当重要的作用，核能的和平利用是20世纪人类最伟大的成就之一，经过半个多世纪的发展，核技术已经渗透到能源、工业、农业、医疗、环保等各个领域，特别是核能在电力工业成功运用，为提高各位人们的生活质量与水平作出了重要贡献。

目前核电约占世界总发电量的16%，与水电、火电一起构成电力能源三大支柱，核能技术不断发展和进步寄托着人类对未来的希望，它将成为最终解决全球可持续发展的综合能源之一。世界50多年的核能发展表明，核能不失为一种清洁、安全和经济的能源，随着我国经济的持续高速发展，毕竟对能源提出快速增长要求，而我国目前以煤炭为主的能源结构又与日益严重的环境问题日益相关，所以发展核能是解决我国能源短缺、改善能源结构、控制环境污染、保障能源结构重要途径之一。

中国建设的第一座核电厂1991年建成投产，结束了中国大陆无核电力的历史，1994年投产大电站，1996年中国又自主设计建设了二级核电站，三级核电站，随着最近广东核电厂投入，我国目前公共12组核电机组投入运行，运行的核电机组安全状况良好，平均用于值可达到85%，核电辐射水平一直保持在本地水平。

到目前为止我国已合作了12个核电项目，共31台机组，合作规模达到3378万千瓦，已开工建设24台，建成规模2660万千瓦。核电作为我国新能源的主力军，正面临着难得的发展机遇，进入了批量化、规模化的发展阶段，目前我国引进三代核技术AP1千以及EP2顺利建成，它在中国经济快捷的发展，对核燃料的高效利用以及对减少高排放物发挥了重大的效应。

07年3月，随着中美间两份重要协议《核岛供货合同框架协议》和《技术转让合同的框架协议》的签署，美国西屋公司和绍尔公司组成的西屋联合体在中国的第三代核电招标中正式中标，AP1000成为三代核电自主化依托项目所选择的技术路线，世界上最先进的第三代核电技术AP1000落户中国。

AP1000技术虽然先进，但到目前为止世界上尚没有一座建成的电站，中国将是第一个“品尝”这一技术的国家。我国的研究人员从AP600到AP1000进行了十多年的研究，对这一技术有较深入的了解。第三代技术是从第二代发展来的，其主要系统均有工程实践，只是核电站安全系统设计理念不同，AP1000使用的是非能动的方式。

作为第三代核电站，AP1000具有良好的安全性和经济性。第二代核电站主要是上世纪70年代根据当时安全法规设计的。其设计基准不考虑核电站严重事故(如三哩岛核电站事故和切尔诺贝利核事故)的影响。第三代核电站则吸取了核电站的运行经验，充分使用几十年来的科技进步成果，按照新的安全法规设计，把严重事故作为设计基准，考虑了安全壳对严重事故的负载。第三代核电站的安全性和经济性都有很大提高。

AP1000安全目标比现有核电厂领先约两个数量级。在经济性方面，AP1000核岛系统设计简化，厂房建筑和设备配置都大幅减少；其次，AP1000采用模块化设计和模块化建造技术，可有效控制、缩短建造工期；AP1000的核燃料采用简化设计和长周期换料(18至24个月)，有利于减少运行维护工作量，降低运行成本。

我国第三代核电AP1000自主化依托项目共建设四台核电机组，分别是浙江三门核电站两台机组和山东海阳核电站两台机组。第一台机组的设计和建造以美方为主，中方全力参与；从第二台开始，以中方为主设计建设，美方做技术支持，更重要的是，目前引进技术所建的核电站全部在沿海，而内陆核电站的设计也已启动，沿海核电站和内陆核电站在设计上有许多不同，四台自主化依托项目的顺利建成，将证明我们完全掌握了这一技术。

我国的核能技术正沿着积极稳妥的路线推进，在核电建设方面出现了综合集成、大法地产等一批大型的电力集团控股参股等不同方式投身到核电事业，形成了核电投资多元化的良好局面，有利推动我国核电产业快速发展。核电大发展推动了核能产业迅速发展，核能产应是一项具有高新技术密集、产业关联度高的综合性战略产业，同时核能产业具有规模大，附加值高的特点，就投资规模而言，如果按2020年我国核电同类装机容量目标7千万千瓦，这节规模3千万千瓦，每千瓦按1.2万亿人民币的投资规模将超过1万亿规模，每年的核电投资将在700亿以上，09年已经超过了。核电投资势必拉动相关产业链投入，核电的发展使核能进入了批量化、产业化的发展阶段，核电设备制造使批量化产业化关键，也是占整个投资50%以上，核电设备要求高、技术密集，是真正体现一个国家综合制造能力和水平，核电制造设备自主化是核电大发展的前提，也是核电保持经济竞争力的关键。

随着我国核电的快速发展，铀资源和核燃料的供应是大家关心的问题之一，近年来在国家的重视和大力支持下，我国的铀资源勘探取得了进步，中国的铀资源是丰富的，铀资源不是制约我国的核电发展的根本问题，在加大国内业铀资源时的同，我国也积极的进行海外铀资源的开发和市场贸易，以满足我国的需求。目前我们不仅实现了清水位和重水位电站燃料组建国产化，并且实现着高燃料、高耗能组建，能满足百万千瓦级，核燃料生产为核电大发展提供了重要保证。

第五篇：核能发展的利与弊

核能发展的利与弊

吴瀚

中国石油大学（华东)信息与控制工程学院 电气1605 1605030521 摘要：随着社会的发展，人们对于能源的需求越来越多，然而地球上的化石能源正越来越少，并且带来了许多环境问题。所以，我们继续一种新的相对清洁的能源，而核能恰好符合这些条件。诚然，核能作为新生事物，必然有其两面性。它所带来的运行与废料处理问题不容忽视，但我们可以加速技术的研发，解决这些问题，让核能能更好地为我们服务。关键词：核能、利弊、发展历程、解决方法

引言：19世纪末，英国物理学家汤姆逊发现电子。从此，人们开始逐渐揭开原子核的神秘面纱。在1895年德国物理学家伦琴发现了X射线，紧随其后的是法国物理学家贝克勒尔于1896年发现了放射性。到了1898年居里夫人与居里先生发现放射性元素钋。经过三年又九个月的艰苦努力，居里夫人于1902年又发现了放射性元素镭。在1905年爱因斯坦提出质能转换公式，而到了1914年英国物理学家卢瑟福通过实验，确定氢原子核是一个正电荷单元，称为质子，之后，1935年英国物理学家查德威克发现了中子。1938年德国科学家奥托·哈恩用中子轰击铀原子核，发现了核裂变现象，从此，人们意识到隐藏在核内的巨大能量。于1942年12月2日美国芝加哥大学成功启动了世界上第一座核反应堆。1945年8月6日和9日美国的两颗原子弹先后投在了日本的广岛和长崎，伴着巨响，核能终于为世人所熟知。1954年苏联建成了世界上第一座商用核电站——奥布灵斯克核电站。从此人类开始将核能运用于军事、能源、工业、航天等领域。美国、俄罗斯、英国、法国、中国、日本、以色列等国相继展开核能应用研究。

到2017年，全世界已有30个国家拥有核电站，全球运行核电站数量已有441座，其中绝大部分是压水堆核电站。目前，只有核裂变被用于核能发电，而核聚变，乐观地估计，还需50年实现商业化。由于自然界有很多核聚变所需的氢同位素，且不会产生核废料的问题，所以各国在积极地发展受控核聚变，最著名的便是托卡马克受控热核反应装置。

随着时代的发展，现有的能源已经不能很好地满足。化石燃料的探明量并没有太多的增加，而人们燃烧量越来越多，余下的储量会越来越少。这样，便能很好地解释各国对核能的研究的大力支持。

新生事物都有其两面性，我们应正确认识到核能的优点以及它所可能带来的问题。对这些问题的认真思考，可以让我们更好地控制核反应，处理好带来的问题，让核能转变成高效安全的供电能源，为社会的未来发展提供能源。

一、核能的优点

1、经济方面

由于核能单位体积所含能量比化石燃料高太多，所以，维持一年相同的能量需要，需要的核反应原料比化石燃料少很多。１０００克铀释放的能量相当于２４００吨标准煤释放的能量；一座１００万千瓦的大型烧煤电站，每年需原煤３００～４００万吨，运这些煤需要２７６０列火车，相当于每天８列火车，还要运走４０００万吨灰渣。因此，燃料的运输费会少很多。据统计，核能发电成本比燃煤发电平均低1/3。

2、环境方面

核能的发电方式是利用核反应产生的巨大热能进行发电。所以，并没有燃烧过程，也就是说没有大量的二氧化碳、二氧化硫等。这些气体不仅会危害人体的健康，还会造成温室效应、酸雨等环境问题。其次，化石燃料由于未能很好地处理，燃烧会产生许多细小颗粒物，也就是我们熟知的ＰＭ２．５，对我们的生活造成很大的影响。而在这方面，核能发电可以很好地避免这些问题，减轻目前我们的环境问题。３、政治方面

联合国安理会五大常任理事国，美、俄、法、英、中，能获得常任理事国资格，核力量不容小觑。这五国是世界普遍承认的有核国家，因此，全世界对常任理事国并没有太大异议。但那些非法拥核国家，如印度、巴基斯坦、朝鲜等，都希望凭借核力量来在世界舞台上有更多的话语权。正如宋丹卉在《世界主要国家核力量博弈趋势及对我启示》中所写，“当前主要核大国核力量发展主要呈现以下四个趋势：巩固核武器在国家安全中的战略定位；加速核力量现代化建设和优化核武库效力；加大对核武力量的巨额投资；加紧争夺国际规则制定的主导权”。由此可见，核在国际政治有着很大影响和威慑。

二、核能发展需解决的问题 １、放射性废料

铀原子在核反应堆中裂变时产生巨大的热能会驱动涡轮机发电。这一过程还同时产生诸如铯－１３７和锶－９０之类的放射性同位素，它们的半衰期约为３０年。更高辐射强度的残留物还包括钚－２３９，它的半衰期是２．４万年。直接暴露在这些高放射性物质照射下，哪怕极短时间都可能是致命的。通过渗透到地下水的间接辐射可导致生活在附近的居民罹患威胁生命的疾病和生态环境的破坏。目前，摆脱极其致命的放射性废料的最科学的方法是地下深埋。然而还没有任何国家建起了地质型核废料深埋场。每当政府提出要在某处建造一座时，对政府的抗议就随之而起。内达华州尤卡山核废料掩埋场１９８２年就委托建造，至今仍在等待拿到施工许可证。由此可见，核废料是各国人民关心的问题。毕竟谁也不想生活在核废料附近。但如今各国都加大了研发力度，相信用不了多久这一问题能够得到解决。２、核泄漏的隐患

1986年4月26日凌晨1点23分，乌克兰普里皮亚季邻近的切尔诺贝利核电厂的第四号反应堆发生了爆炸。连续的爆炸引发了大火并散发出大量高能辐射物质到大气层中，这些辐射尘涵盖了大面积区域。这次灾难所释放出的辐射线剂量是二战时期爆炸于广岛的原子弹的400倍以上。这就是我们熟知的“切尔诺贝利事故”。该事故被认为是历史上最严重的核电事故，也是首例被国际核事件分级表评为第七级事件的特大事故。而目前为止第二例就是2011年3月11日发生于日本福岛县的福岛第一核电站事故。福岛第一核电站的泄漏事件对当地人民的生活和当地环境造成了不可估量的影响。但我们不必为此而否认核能。现在的放射性屏障已经能够起到很好的作用。以压水堆核电站为例，它设有四道防止放射性屏障：第一道屏障是燃料芯块；第二道屏障是燃料包壳；第三道屏障是一回路边界；第四道屏障是安全壳。因此，我们并不需要太过担心，但还是需要提高防护意识，以防危险再次来临。３、热效率不高

根据卡诺循环（卡诺循环包括四个步骤：等温吸热，在这个过程中系统从高温热源中吸收热量； 绝热膨胀，在这个过程中系统对环境作功，温度降低； 等温放热，在这个过程中系统向环境中放出热量，体积压缩； 绝热压缩，系统恢复原来状态，在等温压缩和绝热压缩过程中系统对环境作负功。卡诺循环可以想象为是工作于两个恒温热源之间的准静态过程，其高温热源的温度为T1，低温热源的温度为T2。这一概念是1824年N.L.S.卡诺在对热机的最大可能效率问题作理论研究时提出的）效率计算下来，火电效率高于核电效率。核能发电厂热效率较低，因而比一般化石燃料电厂排放更多废热到环境裏，故核能电厂的热污染较严重。

三、总结 总的来说，核能虽然有一些缺点和问题，但这些都会在不久的将来被解决。因此，发展核能对社会是有利的，不仅可以缓解能源的逐渐短缺，还可以为困扰已久的大气污染问题找到新的解决办法。如今的社会对能源的极度依赖使得核能的发展成为必然，我们应该审时度势，做出科学合理的决策，为新能源的发展找到一条合适的道路，让核能造福千万家。

参考文献：

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