第一篇：核能及其应用

目录

摘 要............................................................................................................................1 关键词..........................................................................................................................1 Abstract........................................................................................................................1

引言

1什么是核能

2核能的可利用性及其优越性.....................................................................................2 3核能的利用与发展.....................................................................................................4 3.1核反应堆与核电站..........................................................................................4 3.2压水堆棒形核燃料元件..................................................................................6 4核能发电的利与弊.....................................................................................................7 4.1核能发电的利处..............................................................................................7 4.2核能发电的弊端..............................................................................................8 结论................................................................................................................................8 参考文献........................................................................................................................9

核能及其应用

摘 要：讨论了核能的发展与利用，探讨了核能的可利用性及其作为资源的优越性，同时也论述了核能的弊端并且说明了和平利用核能的重要性。

关键词：核能；和平利用；利与弊。

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年美国首次在爱达荷国家反应堆试验中心进行了核反应堆发电的尝试，发出了100千瓦的核能电力，为人类和平利用核能迈出了第一步。此后不久，1954年6月，原苏联在莫斯科近郊粤布宁斯克建成了世界上第一座向工业电网送电的核电站，但功率只有5000kw。1961年7月，美国建成了第一座商用核电站——杨基核电站。该核电站功率近300mw，发电成本降至9.2美厘／度，显示出核电站强大生命力。今天，一些经济发达的国家。由于经济的高速发展与能源洪应的矛盾日趋突出，同时，传统的能源工业造成的环境污染及温室效应严重威胁人类生存环境，因此，不仅缺乏常规能源的国家如法国、日本、意大利等发展核电站，而且常规能源煤、石油、水电等非常丰富的国家如美国、加拿大等也在大力发展核电站。截止1995年全世界运转的核电站总数达438座。其中美国运转的核电站总数达109座，核发电量创下6730亿千瓦小时的最高记录，在美国电力生产中核电比例达22.5%。法国核发电量比前年增长4.9%，达3580亿千瓦小时，运行中的56座核电站发电量占全国总发电量76%，而且去年出口核电达 700亿千瓦小时。核电已成为法国第六大出口产品。日本，由于其常规能源资源短缺，对核电的开发大为重视，目前运转中的51座核电站，供应全国28%的电力总需求。

1什么是核能

核能是人类历史上的一项伟大发明，同时也可以叫它为原子能。这离不开早期西方科学家的探索发现，他们为核能的应用奠定了基础。居里夫人经过4年的艰苦努力发现了放射性元素钋和镭。1905年爱因斯坦提出质能转换公式[1]。20多年以后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，核能源开始进入资本主义国家的军事领域。

二战时，原子弹诞生了。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对核能应用前景的研究。核能有以下几个分类：

核裂变能：所谓核裂变能是通过一些重原子核的裂变释放出的能量。核聚变能：由两个或两个以上氢原子核结合成一个较重的原子核，同时发生质量亏损释放出巨大能量的反应叫做核聚变反应[2]，其释放出的能量称为核聚变能。核衰变：核衰变是一种自然的慢得多的裂变形式，因其能量释放缓慢而难以加以利用。

2核能的可利用性及其优越性

核电是浓集、清洁、安全和经济的能源。首先，核能是高度浓集的能源，核电站可建立在最需要用电的地方，不受燃料运输的限制。l公斤铀裂变产生的热量相当于1公斤标准煤燃烧后产生热量的270万倍[3]。因此，核电站特别适合于缺乏常规能源而又急需用电的地区，如我国的东南、华南地区．核能是后备储量最丰富的能源，铀在地球上的储量相当丰富，等于有机燃料储量的20倍。

核能是清洁的能源，有利于保护环境目前，世界上80%的电力来自烧煤或烧油的火力发电站，燃烧后的烟气排放到大气中严重污染环境。相同规模的火电站释放出的放射性比核电站大几倍。煤燃烧后排放的一氧化碳、二氧化碳、硫化氢和苯并芘，容易形成酸性雨，使土壤酸化，水源酸度上升，对植物及水产资源造成有害影响，破坏生态平衡，苯并芘还是一种强致癌物质。同时大气中二氧化碳 2 浓度增加还导致大气层的“温室效应”。另外，煤和石油又是重要的化工原料，大量烧掉十分不利于化学工业的发展，是十分可惜的浪费。

核能又是安全的能源经过几十年的发展和完善，核电站已成为最安全的部门之一。我国核工业多年的安全记录就是良好的佐证。一座反应堆运行一年称为一堆年，三里岛事故之前，全世界商用核电站已运行了1400堆年。三里岛事故是鉴于设计、管理、操作与设备的缺陷交织在一起而造成的十分罕见的事故，只要其中任何一个环节的问题得到排除，就不可能出现这样的后果。事故后果也没有舆论宣传的那样严重，事故中主要安全系统全都自动投入，有专家认为这从反面证实了核电站的安全性。1986年4月苏联切尔诺贝利核电站又出现了重大事故，专家们认为原苏联核电站特别是早期的，安全设施较差，没有安全壳．而事故的直接原因是由于在进行某一试验时违反操作规程，导致信号指示和控制系统没有起作用。如今国际原子能机构和各国的国家安全部门都建立了一系列的安全法规和准则，对核电站的安全进行了严格的管理。

核能也是经济的能源．世界上已运行核电站的经验证明，尽管它的造价比火电站高30—50%，但由于燃料费和运输费较低，它的发电成本仍比火电约低30%，而且随着核电站的技术不断完善和提高，成本还将继续降低日本能源经济研究所预测，至2010年日本的核电成本为8.9日元／千瓦小时，而煤电和油电成本分别为10.45日元／千瓦小时和13.06日元／千瓦小时[4]。因此，有专家们预计，在未来的城市集中供热工程中，逐步采用低温核供热技术是必然趋势。

另外，水力发电虽然很清洁，但毕竟资源有限，所以，核能发电越来越成为各国努力的对像。

3核能的利用与发展

核能发电的历史与动力堆的发展历史密切相关。动力堆的发展最初是出于军事需要。1954年，苏联建成世界上第一座装机容量为 5兆瓦的核电站。英、美等国也相继建成各种类型的核电站。到1960年,有5个国家建成20座核电站，装机容量1279兆瓦[5]。由于核浓缩技术的发展，到1966年，核能发电的成本已低于火力发电的成本。核能发电真正迈入实用阶段。1978年全世界22个国家和地区正在运行30兆瓦以上的核电站反应堆已达200多座,总装机容量已达107776兆瓦。80年代因化石能源短缺日益突出，核能发电的进展更快。到1991 年，全世界近30个国家和地区建成的核电机组为423套，总容量为3.275亿千瓦，其发电量占全世界总发电量的约16%[6]。世界上第一座核电站—苏联奥布宁斯克核电站。

3.1核反应堆与核电站

能维持可控自持核裂变链式反应的装置称为核反应堆。

原子能工业是在第二次世界大战期间发展起来的．当时全力制造核武器以满足军事需要。50年代以来，原子能用于和平事业有了飞速发展，所以核反应堆类型和数量增多。按照核反应堆的用途分类，大体可分为下列几类：

生产堆：主要用于生产易裂变材料和其他材料，或用于工业规模的辐照，称为生产堆．50年代建成的第一批石墨水冷堆和天然重水堆，都是生产军用239Pu。239Pu是一种易裂变物质，可用作核武器原料，氚是氢弹的重要原料。

试验堆：主要是为取得设计或研制一座反应堆或一种堆型所需的堆物理或堆工程数据而运行的反应堆。例如用于核物理、放射化学、生物、医学研究和放射性同位素生产等，也可以用于反应堆元件、结构材料考验以及各种新型反应堆自身的静、动态特性研究等等。

用于生产动力的反应堆称为动力堆，如核电站、核供热、核潜艇等所用的反应堆就是这种类型。目前常用的动力堆型分为四大类：

1．石墨气冷堆——包括最早的镁诺克斯堆，改进型气冷堆及高温气冷堆。该反应堆是以石墨为慢化剂，气体作冷却剂的堆型。镁诺克斯堆以天然铀为燃料，燃料包壳是镁诺克斯镁合金，用二氧化碳冷却．镁诺克斯进一步发展为高温气冷堆。它以氦为冷却剂避免了对石墨的腐蚀作用，取消了用金属材料制成的燃料包壳，其燃料是碳化钠及碳化针混合物的颗粒，燃料颗粒弥散在石墨中，制成燃料元件，装入石墨砌块的燃料孔道中。由于以上措施，大大提高了中子的经济利用及运行温度，致使高温气冷堆热效率提高40%以上[7]。此外高温气冷堆燃料中的钍是增殖原料，它可使反应堆获得较高的转换比目前我国清华大学核研院对高温气冷堆的研究取得了一系列重大成果。

2．轻水堆 轻水堆有两种类型，一是沸水堆，一是压水堆。两者均用轻水作慢化剂兼冷却剂；用低富集度二氧化铀制成芯块，装入锆合金包壳中作燃料，沸水堆不需另设蒸汽发生器、但由于蒸汽带有一定的放射性，对汽轮机的厂房要屏蔽，同时对检修增加了困难[8]。据统计，当今核电站的80%为压水堆。我国秦山 一期和大亚湾核电站均属此类。“九五”期间秦山二期工程、广东核电站以及辽宁核电站也将采用压水堆。

3．重水堆 重水堆是以天然铀作燃料，以重水堆作慢化剂的堆型。它是加拿大重点发展的堆型，以坎都型为代表。由于它用数百根压力管代替整体的压力容器，压力管可以成批生产，易于保证质量，在扩大堆容量时只须多加压力管数，有利于标准化。压力管内，可以实现不停堆装卸料。这样可控制各燃料棒束达到均匀的燃耗深度，有利于充分利用燃料，减少停堆时间，提高反应堆的有效利用率。而且重水堆采用天然铀为燃料，无需设立浓缩铀工厂，对分离能力不足的国家，发展此种堆型特别有利。我国“九五”期间，秦山核电三期工程将引进加拿大的重水堆。重水堆所用重水价格昂贵，防止泄漏及回收泄漏出的重水是一个特别棘手的问题。

4．钢冷快堆钠冷快堆就是钠冷却快中子堆在核能发电问题上，必须考虑增殖问题，否则对核燃料资源的利用是极为不利的。增殖堆的采用，可以将核燃料

资源矿大数百倍快堆是利用中子实现核裂变及增殖。而前述石墨气冷堆，轻水堆和重水堆，都是热中子堆。对每次裂变而言，快堆的中子产额高于热中子堆，且所有结构材料对快中子的吸收截面小于热中子的吸收截面这就是实现增殖的原因。

钠冷快堆用金属钠作冷却剂。钠在98℃时熔化；883℃时沸腾，具有高于大多数金属的比热和良好的导热性能，而且价格较低，适合用作反应堆的冷却剂。

国际快堆的发展已有较长的历史，据报道，1995年8目29日，日本文殊28万千瓦快堆以5%的额定功率l.4万千瓦并入电网[9]。不同类型的核反应堆，相应的核电站的系统和设备有较大的差异。以压水堆为例，核电站是由核反应堆、一回路系统、二回路系统及其他辅助系统组成。核反应堆是核电站动力装置的重要设备，同时，由于反应堆内进行的是裂变反应。因此它又是放射性的发源地。一回路系统由反应堆、主循环泵、稳压器、蒸汽发生器和相应的管道、阀门及其他辅助设备所组成，它形成一个密闭的循环回路，将核裂变所释放的热量以水蒸汽形式带出．二回路系统是将蒸汽的热能转化为电能的装置，并在停机或事故情况下，保证核蒸汽系统的冷却。辅助系统的主要作用是保证反应堆和回路系统能正常运行，为一些重大事故提供必要的安全保护及防止放射性物质扩散的措施。3.2压水堆棒形核燃料元件 核反应堆堆芯结构是反应堆的核心构件，在这里实现核裂变反应，核能转化 为热能；同时它又是强放射源．堆芯由核燃料组件、控制棒组件等组成。现代压水反应堆的燃料是采用低浓铀作核燃料。

核燃料元件制造的第一大工艺过程是在比工车间里生产为满足一定性能要求的二氧化铀粉末。我国目前采用技术上较成熟的ADU法制取二氧化铀粉末。主要过程是将六氟化铀汽化，经水解生产成氟化铀铣，在通有氨水的沉淀槽转化为ADU粉末。经氢气还原为二氧化铀第二大工艺过程是将二氧化铀粉末压制成粗块，经烧结、磨削成一定性能要求、一定尺寸和规格的圆柱形二氧化铀芯块。在经装配车间把二氧化铀芯块和长棒形空锆管装配成核燃料元件棒，并且棒内充入一定量的氦气，两端密封；然后，按一定的排列方式排列成正方形或六角形的栅阵，中间用几层弹簧夹型的定位格架将元件棒夹紧，上下两端固定骨架构件上下管座，构成棒束型的燃料元件。

4核能发电的利与弊

4.1核能发电的利处

核能发电最大的优势就是我们所认识的，能量巨大。它以少量的核子燃料即可产生大量的能量。低浓缩铀1吨具有相当于约5万吨的重油之能量。除此之外，核能发电的优势还有以下几点：

污染低。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。

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。

运输方便、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4.2核能发电的弊端

[11]

[10]

。核废料处理需严谨。使用过的核燃料，虽然所占体积不大，但因具有放射性，因此必须慎重处理。一旦处理不当，就很可能对环境生命产生致命的影响。核废料的放射性不能用一般的物理、化学和生物方法消除，只能靠放射性核素自身的衰变而减少。核废料放出的射线通过物质时，发生电离和激发作用，对生物体会引起辐射损伤。

目前，国际上处理高放射性核废料的方式主要有“再处理”和“直接处置”两种。“再处理”主要是从核废料中回收可进行再利用的核原料;“直接处置”是指将高放射性废料进行地下埋藏，一般经过冷却、干式储存、最终处置三个阶段。美国就一直采取地下掩埋的措施来处理核废料。

热污染。核能发电热效率较低，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。

核能发电被认为存在风险。核裂变必须由人通过一定装置进行控制。一旦失去控制，裂变能不仅不能用于发电，还会酿成灾害。全球已经发生了数起核泄露事故，对生态及民众造成了巨大伤害。有些环保人士就认为，和其他可再生能源相比，核能并不是一种安全的能源。

结论

人们对核电站使用的担心集中在核安全问题上，原苏联切尔诺贝利事故以及上段时间所发生的广岛核泻漏导致一些人对核电的恐惧心理，给和平利用核能蒙上阴影，经专家事后分析，三里岛事故和切尔诺贝利事故都在很大程度上是人为因素造成的。核能技术发展至今，已进入成熟阶段，尤其采用快中子增殖反应堆，既可提高核电站的安全系数，又较少产生核废料，而且所产生核废料较容易处理此外，这种反应堆还可少量处置老式反应堆产生的核废料，在燃烧过程中销毁老式反应堆产生核废料中放射性的钚及锕系元素。有关专家认为。此种反应堆具有很高的运行可靠性和安全性，并是目前销毁部分核废料的最佳方法．目前，国际核能界正致力发展快中子增殖堆。此种反应堆运行时，一方面消耗核燃料，产生热能而发电，另一方面产生新的核燃料钚，并且产出大于消耗、并保持核能的经济性；同时最主要是依靠核燃料、冷却剂、放射性废物及核工艺的其他组份所固有的基本物理化学性能和规律来消除事故，这将是人类“第二个核时代”的主要 7 内涵。这一事实表明，随着世界“能源危机”的加剧，生态环境的进一步恶化，利用清洁、安全的核能将是人类不可回避的课题。

参考文献

[1] 冯晓.核能与技术经济[M].国土资源技术管理，2008，8(15).[2] 彭红.人类安全呼吁核理性[J].南华大学学报，2007，6（15）.[3] 韦中桑.漫谈核能的历史[M].现代物理知识，2005，3（18）.[4] 刘艳红.核能是危险的还是安全的[J].科学之友，2009，3（10）.[5] 世界核能发电的现状与今后发展展望[J].环球能源网，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] 冯晓.核能与技术经济[M].国土资源技术管理，2008，8(15).[9] 彭红.人类安全呼吁核理性[J].南华大学学报，2007，6（15）.[10] 韦中桑.漫谈核能的历史[M].现代物理知识，2005，3（18）.[11] 世界核能发电的现状与今后发展展望[J].环球能源网，2008，11（11）.

第二篇：核能

1.切尔诺贝利核灾难之后

2007年4月26日，世界迎来切尔诺贝利核泄漏事故21周年纪念。21年过去了，切尔诺贝利的故事并没有结束，同时关于核电安全问题、核电事故问题的争论也一直没有停息过。

1986年4月26日凌晨1点23分，位于现乌克兰境内的前苏联切尔诺贝利核电站4号反应堆突然发生爆炸，1000吨重的密封顶盖被爆炸冲击波掀开，1700多吨石墨成了熊熊大火的燃料，火灾现场温度高达2000℃以上。8吨多强福射物质混合着炙热的石墨残片和核燃料碎片喷涌而出，释放出的福射量相当于日本广岛原子弹爆炸量的400倍。10天内，放射性尘埃落到了欧洲大部分地区。爆炸最终导致20多万平方公里的土地受到污染，污染地区包括乌克兰、白俄罗斯和俄罗斯，共有500万人受到福射感染；乌克兰受到核辐射感染的人有340万，其中包括126万名儿童；曾参与紧急清理核事故的83.4万工人当中，至今已有5.5万人死亡，另外7万人变成残疾人。

由于这次事故，核电站周围30公里范围被划为隔离区，附近的居民被疏散。在日后长达半个世纪的时间里，10公里范围以内将不能耕作、放牧；10年内100公里范围内被禁止生产牛奶。绿色和平组织在4月18日公布的一份报告说，这场世界上最为严重的核泄漏事故危害程度要比当时的评估高出十陪，泄漏物将在未来造成10万人死亡。该组织掌握的一份最新报告显示，由于核泄漏物进入了大气层，对空气造成极大的破坏，污染最严重的乌克兰、白俄罗斯以及俄罗斯境内的大约20万人伤亡，这些地区的癌症病例为27万多例，其中有9万多例非常严重。

…………

在2006年4月26日切尔诺诺贝利核事故20周年纪念日这一天，世界卫生组织发表了一份全面评估核事故发生以来对人们在健康方面所产生影响的报告。报告估计，在受影响最大的一些国家，事故发生时还是青少年的5000多人现在已被诊断为甲状腺癌；参加清理现场行动的工作人员、被撤离疏散者和白俄罗斯、俄罗斯以及乌克兰被污染地区的居民当中可能已有9000人死于恶性肿癌。报告指出，现在仍有500万人居住在被核物质污染的地区。他们当中的许多人显示出高于一般水平的焦虑和多种无法解释的身体不适症状。

…………

自从第一座核反应堆于1951年在美国投入使用以来，对核能的利弊之争便从未停止过。

在刚刚结束的《不扩散核武器条约》审议大会上，来自美国政策研究所的海伦•卡尔迪考特说，发展和使用核能有种种弊端。核工业的真正价值从来就没有被认真地分析过，这其中包括铀浓缩的成本，发生核事故后的巨大经济索赔，拆卸所有现存和新建设的核反应堆以及运输和将放射性核废料储存25万年的所需费用。

她说，人们普遍认为，核能是清洁能源，不向大气排放有害物质，其实事实完全相反。举例来说，美国肯塔基州杜卡的铀浓缩设施需要两个1000兆瓦的依靠煤炭提供电力的工厂。这些燃煤向大气排放了大量的导致全球气候变暖的二氧化碳。此外，它和俄亥俄州朴次茅斯的另一处浓设施加在一起排放氯氟烃占美国排

放总量的93％。氯氟烃除了导致同温层的臭氧变得稀薄以外，还是比二氧化碳强度高一万到两万倍的全球温室气体。

……事实上，一座1000兆瓦的核反应堆每年生产33吨具有放射性的高热度的核废料。在美国，大约有八万吨强放射性的废料被储存在103个核反应堆附近的冷却池中，等待着被运往一个现在还未选定的储存地。法国、日本、俄罗斯的情况也如此。这种危险的物质在穿越公路、铁路和航行海上进行运输的过程中以及在此之后的长期储存中成了国际恐怖主义分子瞄准的对象。一旦让他们行手，后果将不堪设想。

…………

毫无疑问，切尔诺贝利灾难让人类付出了沉重的代价，也拉响了安全利用核能的警钟。20年后的今天，当人类共同纪念这个日子，不仅仅是为了哀悼，更重要是为了牢记：只有安全、和平利用核能，才能造福人类！

第三篇：核能（本站推荐）

核能与核电原理

结业论文

姓名：朱少波 学号：U201115536 班级：电气中英1101班

2014年12月3日星期三

核电站事故对中国核电的影响

近两年来，由于中国国民经济持续快速增长，电力以及能源等的需求量不断增大。随着中国经济的增长，作为主要动力的电力，预计到2020年装机总量将达到8亿～9亿千瓦左右，由于目前中国电力结构以煤电为主，要实现上述目标，如全部用煤势必给资源、采掘、运输及环境带来难以承受之重。电力结构如果得不到优化，能源与环境两大问题的负面影响将难以克服。

在这种情况下，中国迫切需要寻找一种经济、高效的新能源。而风电、太阳能发电、潮汐发电等各类新能源，至今尚未解决电力大规模生产及经济性的问题。目前，能大规模生产电力的方式唯有核电，加快发展核电因此成为解决中国电力供应问题的必然选择。

中国核电建设已有20年的历史，截至目前中国共有核电站8座，共有15台机组，其中已建成运行的9台，正在建造的两台，已报送国务院并得到批准近期将开工的4台。

20年来，中国核电发展虽然进展显著，但距世界水平仍有很大的差距。目前全核电占电能的比重平均为17%，已有17个国家核电在本国发电量中的比重超过25%。而中国核发电量占总量却不到2%，远不到世界平均水平，更远远低于法国、美国85%和30%的水平。长远来看，中国的核能发电潜力巨大。根据规划，到2020年，中国核电装机比重将从目前的1.6%上升到4%左右，核电的装机容量将达到3600万千瓦左右，这个速度相当于每年建一座“大亚湾”。从配套发展角度来看，该规划将带动核燃料各个环节的能力和规模到2020年翻两番，必将为国家带来丰厚的经济利益，同时也将有效地解决资源及环境问题，产生良好的社会效益。

但是根据马克思哲学理论的教导，任何事情都有两面性，核能的发展也是一把双刃剑。随着全球多个国家相继在空气、云层或农作物中检测出不同程度的微量放射性物质，有关核能的担忧和怀疑情绪正在全球范围内蔓延。有迹象显示，在民众反核声浪的推动下，不少国家已被迫对本国核电政策作出调整。如在日本核事故之后，德国政府宣布暂停延长使用过期核电站计划3个月，并关闭7座核电站，对143座核电站进行安全检修。其环境部长更表示，将在2020年之前逐步淘汰核能。此外，瑞士也宣布停止修建核电设施申请的审核，并对境内所有核电站提前进行安全检查。

安全利用核能始终是核电事业发展的首要问题。在削减碳排放的今天，核电已经在发挥着不可替代的作用。然而，安全方面的担心很有可能阻止核电行业复兴——至少在西方的很多国家，民众都强烈反对政府兴建核电站。核事故不会去理会什么国界。日本也远不是利用核技术的唯一地震高发国家。我们生活在一个有核世界。日本福岛的核事故，正好也为其他拥有核技术以及合理发展核电事业的国家敲了警钟。我们该如何确保核设施安全运转，在发生类似情况下我们的应急措施是否完善，我们自己的硬件设备与人为业务是否过硬，等等诸多问题，都不得不引起我们的深思，给我们带来了新的启示。

第一：核电发展必须充分考虑环境变化等自然因素，核电站尽量建在不易发生重大灾害的地区。例如，日本福岛核泄漏是由于特大地震伴随海啸袭来从而引发的，而近几年由于人类对环境的破坏，灾害丛生地震频发。因此，中国核电建设的当务之急就是在设计的层面上充分考虑发生地震的可能性，在抗震方面的设计应该做好最坏的打算。只有这样，才能确保不出问题。在当前东部率先发展的大趋势下，我国沿海地区的经济和人口密度急剧增大。各级政府必须高度重视海洋灾害可能造成的影响，切实提高沿海地区的灾害防御能力。

第二：核电设施应该做好严格的监测和维护，严格禁止这些设施出现超期服役现象，而且不管在怎样的紧急情况下，电站内都必须拥有稳定可靠的“多路”供电系统。据报道，在福岛核电站事故中，泄漏的最主要原因是海啸超出了设想的水平，海啸引起的滔天洪水将柴油发电机房淹没，造成应急供电系统不能工作。并且福岛一期核电站原本设计寿命已经到期，但出于成本考量而继续运作，尽管在今年2月份的评估报告中，东京电力认为这种超期服役不存在风险，但由于其安全设计存在缺陷，最终导致了事态的恶化。

第三：核电发展必须严把质量关。核电是人类主要的清洁能源，具有高效、环保、低成本等特点，大力发展核电等清洁能源，是中国为了适应经济增长和环境保护需要而提出的重要经济战略，是我国经济可持续发展的需要。目前我国已经进入了核电高速发展的时期，核电一旦建成，将会接受时间的考验长期运行，中国同时或者陆续建设这么多台核电机组，我们必须十分重视建设质量，不能为了追求发展速度而降低了建设质量。

第四：对核电这种含有潜在高风险的行业要提前做好相应的应对措施。正所谓有备无患。像日本这种作为世界上利用核能最早也最普遍的国家，核能安全领域中的措施在世界上处于领先水平，在切尔诺贝利核电站事故之后，更是加大了对核电设施的防护力度，设计了多重应对措施，然而，在这场日本历史上最大的地震来袭之后，其既有防护措施却显得捉襟见肘，用于应急启动的电源无法运作，直接导致了后续一系列危机的产生和蔓延。中国核电设施一定要事先制定切实可行的应急预案。在安全运行的时候，就要提前做好一旦发生紧急事故如何处理的预案，对于一些有着潜在危害性的设施，管理者更应当加强事故处理和应对训练，特别是针对极端情况发生时的模拟演练更需提上议事日程，以避免一旦发生紧急事故而束手无策。

第五：我国应该还要在核能法律领域做出一些举措。由于我国在核安全和辐射安全方面存在法律空白，中国核安全问题比较突出，尽快出台核安全法律，这也正是进一步响应了习主席今年关于依法治国的号召，建议由全国人大常委会尽快制定出台核安全法，对核能安全监督、核能监管主体及责任、核事故应急处理以及相关法律责任进行全面规范。在人民群众中宣传法律意识，普及法律知识是非常切实有必要的，这样也可以进一步增加普通民众的自我保护意识，增加普通群众对核安全的进一步认识和了解，当整个社会对核能的认识达到了一定的程度的时候，相信对我们应用核能也会带来不小的帮助。

如今这个一次能源日益匮乏的世界上，石油与煤炭也不能够撑起我们日常庞大的能源开销，而太阳能、地热、风能等技术又受到了极大技术层面的限制，无论从技术层面还是长远可行性的发展而言，核能都不得不首当其冲地成为竞争性极其优越的首选能源，而核电也就不能不成为当今以致以后整个社会发展的主流趋势。相信中国必定会在核能的研究以及应用领域走在世界的前列。在未来，也许社会超过一大半的电力供应会来自核能。我们显然不能只是因为担心核电带来了一定负面效应就停下我们探索的脚步，任何事情都是一把双刃剑，带来利端的同时也必然会产生了弊端。一个封闭严密、安全系数超高的核电设施都有他的风险性，都可能因政策、人为的造成周边乃至大半个世界的不安。深藏在世界核武库中的数万枚杀伤力远大于类似核能事故的核弹，给人类带来的威胁其实更大!而核电站事故到给我们更多的应该是思考怎样高效而安全的利用核能为我们人类服务，在生活领域给我们带来极大的帮助，这对于我们来说既是机遇，又是挑战，但是有一点我们也还是必须正确认识，那就是无论我们怎样发展，保护人民的生命财产安全永远应该被放在第一位，一切都不该越过这个界限，这样我们才可以继续思考如何更好的发挥核能的巨大潜力。

第四篇：核能

核能

1核能是一种高密度的优质能源

燃烧煤是碳的氧化反应，1个碳原子与1个氧分子结合生成1个二氧化碳分子，释放出能量（E），这个能量小得很，燃烧1千克标准煤可释放出7000千卡多热量。碳（C）＋氧（O2）→二氧化碳（CO2）＋能量（E）煤、石油、天然气燃烧，都是释放化学能，化学能是原子重新组合及其电子重新分配的结果，原子核本身并没有发生变化。核电站中发生的是铀核裂变反应，1个铀核裂变释放的能量约为200兆电子伏。因为235克铀中含有6.023×1023个

（阿伏加德罗常数）原子核，1克铀中含2.56×1021个原子核，所以说，1克铀-235释放的能量可达到5.12×1023兆电子伏。燃烧1千克铀-235放出热量1.96×1010千卡；燃烧1千克标准煤放出热量7000千卡。通过计算，1千克铀-235裂变放出的热量相当于燃烧约2700吨标准煤。由此可见，核能比化学能大几百万倍，是一种高密度的优质能源。2 原子核结合能

自然界中物质都是由原子组成的，原子是由位于中心位置带正电荷的原子核和围绕原子核旋转带负电的电子构成的，而原子核又是由质子和中子组成的。质子和中子是由被称为“夸克”的更小粒子组成的，夸克又是由更小的粒子组成的，夸克的结构目前正在探索中。迄今人们已发现了物质5个层次结构（分子—原子—原子核—核子—夸克）和310多种基本粒子。在原子核中，中子不带电，质子带正电。同性要相斥，把质子和中子紧箍在一个非常小的空间（原子核直径约为10-13cm），存在着一般巨大的力（即核力），比电磁力要大130倍。核力与电磁力、万有引力都不同，它只在原子核直径的很小范围内起作用。当质子和中子重新组成新原子核时，核力的强大作用使核子间排列得更紧密，会出现质量减少和放出能量的情况，这种释放出的能量，称之为原子核结合能。3

链式裂变反应

用中子去轰击铀-235原子核时，可使铀原子核破裂成2个新的原子核，并放出2~3个新的中子，而新中子再去轰击周围的铀-235原子核，会产生新的裂变和新的中子。这样，铀-235原子核在极短时间内发生链式裂变反应，蕴藏在铀原子核内的巨大能量就释放出来。1千克铀-235全部裂变释放出的能量相当于2700吨优质煤完全燃烧时所放出的能量。4 质量能量关系式

爱因斯坦提出的相对论指出，质量和能量可以相互转化，质量消失，会产生能量。原子核质量亏损所释放出的结合能，可以由爱因斯坦提出的质量能量关系式计算得出。E＝mc2 式中，E—释放能量（尔格）；m—亏损质量（g）；c—光速（3×108m/s）。根据这个公式，1个铀-235核受1个中子轰击，分裂成2块碎片X1和X2，并放出2~3个中子（平均2.5个），释放出约200兆电子伏能量，极小的质量转化成了极大的能量。5原子反应炉

核反应堆是一种特殊锅炉，也有人称它为原子反应炉。现代的核反应堆，从外面看是一个立式球形顶的圆柱体或球形建筑物，这就是所谓核岛。至于发电部分（也称为常规岛），核电厂与火电厂都用蒸汽膨胀做功，推动蒸汽轮机旋转，带动发电机发电。核电厂与火电厂主要的不同是蒸汽供给系统。火电厂依靠燃烧化石燃料释放的化学能制造蒸汽；核电站是依靠燃料裂变反应释放的核能来制造蒸汽。原子反应堆，有人称它为“原子锅炉”，当它燃烧时，既看不到火，也看不到烟，却有一个高高的“烟囱”。但它从来不冒黑烟，因为它只是一个排风设备。生炉子要用火柴和木材点火，反应堆“点火”是提供引发裂变反应的第一代 中子，这是依靠反应堆内安装的点火中子源来实现的。6 控制棒控制核裂变反应快慢

普通锅炉是靠调节供煤量和调节风量来控制它的燃烧速率；核反应堆则是靠控制棒来控制核裂变反应的快慢。控制棒有很强的吸收中子的能力，它是用镉、硼、铪等材料做成的。提起控制棒，中子数增加，反应堆功率就上升；插入控制棒，中子数下降，反应堆功率就下降，甚至反应堆的裂变反应会停下来。火电厂燃烧释放出的热量是用水传出的，水吸热变 成蒸汽，推动蒸汽轮机—发电机组发电；反应堆中铀裂变。放出的能量是用导热性能好、吸收中子少的物质做冷却剂，把热量传导出来。这种冷却剂（又称载热剂），或用液体（如水、重水），或用气体（如二氧化碳、氦气），或用液态金属（如液态金属钠、液态钠-钾、液态铅-铋等）。慢化剂使中子减速

铀-235裂变反应放出的中子速度太快，动能为1兆电子伏的中子，速度可达到20000km/s，这样快速的中子，是很难打中小小的铀核实现裂变反应的，必须把它的速度减慢下来，动能减到小于1电子伏，成为慢中子（或热中子），才能有效打中铀核，发生新的裂变反应。现在人们已经找到了许多优良的慢化剂，如轻水（普通水）、重水、石墨、铍等。它们吸收中子或吸收中子很少，并且可以有效地使中子减速。根据核电站用的减速剂的不同，人们称其为不同的堆型。8

核电站工作原理

将原子核裂变（或聚变）所释放的核能转变为电能的系统和设备通常称为核电站。原子核反应堆类型不同，核电站的系统和设备也有所不同。下面以压水堆（核电站的主力堆型）为例，介绍核电站的工作原理。压水堆核电站主要由原子核反应堆、一回路系统、二回路 系统及其它辅助系统和设备组成。其工作原理如图1所示。一回路系统是将裂变能转化为水蒸汽的热能装置，它由反应堆、一回路循环泵（即主泵）、稳压器（即稳压罐）、蒸汽发生器以及相应的管道等组成。原子核反应堆内产生的核能使堆芯发热温度升高，高温高压的冷却水在主循环泵驱动下，流进反应堆堆芯，将堆芯中的热量带至蒸汽发生器。蒸汽发生器再把热量传递给二回路循环系统中的给水，使给水加热变成高压蒸汽，放热后的冷却水重新流回堆芯。这样不断地循环往复，构成一个密闭的循环回路。一回路循环系统一般有2~4条并联的密闭环路，每条环路由1台主循环泵和1台蒸汽发生器与相应管道连接而成。为了确保安全，将整个一回路循环系统的主要设备集中安装在1座立式圆柱状球形顶盖密封建筑物（通常称为核电站安全壳）里。它是采用预应力混凝土内衬钢板的大型建筑结构，能承受一定压力，可以防止放射性物质穿透和向外扩散。二回路循环系统由汽轮机、发电机、冷凝器（即凝汽器）、二回路循环泵等设备组成。二回路中蒸汽发生器的给水吸收了一回路传来的热量，变成高压蒸汽，然后推动汽轮机，带动发电机发电。作功后的废气在冷凝器内冷却而凝结成水，再由给水泵送入加热器加热后重新返回蒸汽发生器，再变成高压蒸汽推动汽轮发电机作功发电，这样构成了第二个密闭循环回路。二回路系统设备均安装在汽轮发电机组厂房内，一回路和二回路通过主蒸汽管道与蒸汽发生器连接。核电站的二回路系统和普通火电站的动力回路相似，蒸汽发生器和一回路系统相当于火电站的锅炉。由于反应堆一回路系统往往带有一定剂量的放射性，因此，从反应堆出来的冷却剂一般不宜直接送入汽轮机，否则将 会使常规机组操作维修复杂，所以核电站一般比火电站要多一套动力回路。核电站还设有为了维持核电站正常运行和防止事故的辅助系统厂房、电站循环水泵房、输配电厂房以及放射 性废物储存和处理等厂房。9核电发电所需燃料

火电发电需煤、石油、天然气等化石燃料，它们是古生物长期深埋在地底下形成的，烧完即没有了，不能再生。且它们是宝贵的化工原料，烧掉实在可惜。地球上，煤、石油、天然气的储量有限，经过不太长的时间就会完全消耗掉。现在，世界上所运行的反应堆绝大多数是热中子堆，热中子堆发电所需燃料主要是铀-235，1台100万千瓦的核电站每年只需要补充30吨左右的核燃料。铀在地壳中贮存量虽然不算多，但是地壳中有着丰富的钍，钍藏量为铀的3~4倍。钍有6种同位素，主要是钍-232。钍-232和铀-238一样，它不是易裂变材料，但它可转换成易裂变核燃料铀-233。地球上铀、钍资源的能量，是全部化石燃料总能量的20多倍，而且，海水中还含有很多铀。海水中平均铀含量为3.3μg/L，据估算，海水中含有铀迏45亿吨之多。但是，现在世界上还没有1个国家实现工业化海水提铀。天然铀中将近99.3%是难裂变的铀-238，而铀-238可以在快中子堆中通过核反应转换成易裂变的钚-239。快中子堆所生成的易裂变材料（钚-239）比消耗的易裂变材料（铀-235）来得多，所以称之为增殖堆。快中子堆裂变可以在快中子堆中通过核反应转换成易裂变的钚-239。快 中子堆所生成的易裂变材料（钚-239）比消耗的易裂变材料（铀-235）来得多，所以称之为增殖堆。快中子堆裂变可使铀资源的利用率提高60~70倍，且快堆还可消耗热中子堆所产生的令人头痛的长寿命锕系元素，减轻地质处置核废料的负担。

第五篇：核能可持续发展

核能可持续发展

核能(nuclear energy)是人类历史上的一项伟大发现，这离不开早期西方科学家的探索发现，他们为核能的应用奠定了基础。

1895年德国物理学家伦琴发现了X射线。1896年法国物理学家贝克勒尔发现了放射性。1905年爱因斯坦提出质能转换公式。

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。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。1954年苏联建成了世界上第一座核电站------奥布灵斯克核电站。在1945年之前，人类在能源利用领域只涉及到物理变化和化学变化。二战时，原子弹诞生了。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对核能应用前景的研究。

大自然的奉献与人类的聪明才智的结合缔造了核能，一个世纪的时间，核能已经成为了世界能源家族中最重要的一员了。在今天，核能主要有四个作用：

第一也是最主要的用途即用于电力生产。当今世界面临的最大问题之一就是能源短缺。像石油、天然气、煤炭，这些化石燃料不但是污染源，而且终将耗尽。此外，从石油中可以提炼石油化工产品或更有价值的产品，所以应该节约使用石油。现在世界上许多国家，特别是工业国家几乎都用核能发电，世界16%的电也是通过核能保障的。世界上六分之一的电是由核电站生产的。现在许多国家还在继续建造核电站。

第二个用途即发展医学技术。现在核技术的发展越来越使医学技术受益，许多病症需要用放射性物质来治疗和预防。如：核放射和核药物对确诊和治疗癌症就有很大的功效。科学家们制造了各种核放射仪器，用其确诊脑癌、肠癌、前列腺癌和乳癌。这些机器对医生对症下药提供了很大帮助。此外，核放射物还能确诊甲状腺、传染病、关节炎、贫血等症状，这使医学越来越依赖于核技术。现今可以用核能而发明的“CT”和核磁共振来确诊每个人身体上不适的地方，并且其误诊率非常低。

第三个用途即用于处理食物。核技术对食品的影响也越来越大，如有些容易腐坏的食品，现今可以通过核放射物处理就不易腐坏。与此同时，专家们利用核技术消灭食物和植物中的病毒，从而延长事食物的有效期。核技术对食品的另一益处是改变事物食物基因，提高植物质量。伊朗北部古尔冈市农业与自然资源学院的副校长拉希米扬博士说：‘核技术还能用于改变植物基因，以增加植物的种类，从而挑选优质品种。科学家还能利用核技术提高农作物的产量和质量，并且使农作物抵御各种灾害。”

第四个用途为用于其他事物。如，在和技术的帮助下，可以勘探地下水源，或发现水坝受损或渗水。此外核技术还能淡化水，能扫雷。也还可以帮助兽医，对畜牧业产品的质量有一定的提高作用。核能是人类最具希望的未来能源。目前人们开发核能的途径有两条：一是重元素的裂变，如铀的裂变；二是轻元素的聚变，如氘、氚、锂等。重元素的裂变技术，己得到实际性的应用；而轻元素聚变技术，也正在积极研制之中。目前核能的原料开采除了传统的陆地资源开采，还包括两种新来源：海洋核能与月球核能。

月球核能：早在20世纪60年代末和70年代初，美国阿波罗飞船登月时，6次带回368.194千克的月球岩石和尘埃。科学家将月球尘埃加热到3000华氏度时，发现有氦等物质。经进一步分析鉴定，月球上存在大量的氦-3。科学家在进行了大量研究后认为，采用氦-3的聚变来发电，会更加安全。有关专家认为，氦-3在地球上特别少，但是月球上很多，光是氦-3就可以为地球开发1万-5万年用的核电。地球上的氦-3总量仅有10-15吨，可谓奇缺。但是，科学家在分析了从月球上带回来的月壤样品后估算，在上亿年的时间里，月球保存着大约5亿吨氦-3，如果供人类作为替代能源使用，足以使用上千年

在当今世界，核能已经被许多国家利用起来，主要用于发电。但是在人类利用核能的一个世纪的时间内，核电站出现过严重的问题，历史上出现过最严重的问题应当就是切尔诺贝利核电站事故与广岛和长崎原子弹爆炸事件。

切尔诺贝利核电站事故于1986年4月26日发生在乌克兰苏维埃共和国境内的普里皮亚季市该电站第4发电机组爆炸，核反应堆全部炸毁，大量放射性物质泄漏，成为核电时代以来最大的事故。辐射危害严重，导致事故后前3个月内有31人死亡，之后15年内有6-8万人死亡，13.4万人遭受各种程度的辐射疾病折磨，方圆30公里地区的11.5万多民众被迫疏散。为消除事故后果，耗费了大量人力物力资源。广岛与长崎原子弹爆炸发生在第二次世界大战末期，美军在1945年8月分别在日本的广岛市与长崎市投下原子弹，这也是原子弹唯一一次在战争中使用。美国计划使用曼哈顿计划中成功制造的核武器，并分别在8月6日及9日在广岛与长崎投下小男孩原子弹及胖子原子弹。广岛约有90,000－166,000人因核爆而死亡，长崎则有60,000–80,000人死亡。这两起事故因为其核物质的强放射性，是几十万人死去，并且还直接影响着后代，在切尔诺贝利发生的27年后的今天，人们依然谈其色变，据专家估计，消除这场浩劫对自然环境的影响需要800年，而持续的核辐射则会延续10万年。在人类灾难史上，这是何其严重的一笔。总的来说，核电的缺点可以概括为：

1．核能电厂会产生高低阶放射性废料，或者是使用过之核燃料，虽然所占体积不大，但因具有放射线，故必须慎重处理，且需面对相当大的政治困扰。

2．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。

3．核能电厂投资成本太大，电力公司的财务风险较高。4．核能电厂较不适宜做尖峰、离峰之随载运转。5．兴建核电厂较易引发政治歧见纷争。

6．核电厂的反应器内有大量的放射性物质，如果在事故中释放到外界环境，会对生态及民众造成伤害

观察到核能的缺点，同时我们也正视核能的优点。据了解，全世界已有30个国家拥有核电站。在这些国家中，有26个国家有建造更多其他核电站的计划，而有4个国家决定不再建造核电站。另外，有15个暂未拥有核电站的国家正在准备建造属于这些国家的核电站。法国是核电利用很高的国家，其现有59座核电站，供应全国87.5%的电量，可以说，核电是法国生活必不可少的部分。因为有了核能，我们对传统能源不在那么担心，面对现今世界的能源短缺，污染环境等问题，核能发电是再好不过的选择了。总的来说，核能的优点可以概括为以下几点；

1．核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中，因此核能发电不会造成空气污染。

2．核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。3．核能发电所使用的铀燃料，除了发电外，暂时没有其他的用途。4．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，一座1000百万瓦的核能电厂一年只需30公吨的铀燃料，一航次的飞机就可以完成运送。

5．核能发电的成本中，燃料费用所占的比例较低，核能发电的成本较不易受到国际经济情势影响，故发电成本较其他发电方法为稳定。

我们担心将来核能会不受控制，担心将来核能会用于战争毁灭地球，但这不是取消核能的必须要求，核能清洁、高效，是无法替代的优秀能源，在发生的所有核能事件中，都是人为的疏忽或大意才造成了无法挽回的后果，有了前人的教训，我相信每一个国家都会重视核电站的安全与核能的安全，未来是核能的天下。