核能利用與可持續(xù)發(fā)展

關于核能利用與可持續(xù)發(fā)展第一頁，共十九頁，編輯于2023年，星期一舒翔頂20094538環(huán)規(guī)09級三班主講人班級學號第二頁，共十九頁，編輯于2023年，星期一Contents當前人類面臨的能源危機

核能與溫室氣體排放我國的核能利用與環(huán)境保護

安全的核能保護環(huán)境與核能利用的前景道路利用核能歷史第三頁，共十九頁，編輯于2023年，星期一人類利用核能歷史1.1919年，英國盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核，使其嬗變成氧原子。2.1932年，查得威克發(fā)現(xiàn)中子3.1934年，法國約里奧－居里夫婦用α粒子轟擊鋁，產(chǎn)生了一個磷的同位素，但很快放出正電子蛻變?yōu)楣琛?.盧瑟福（1933）和愛因斯坦（1935）均沒有意識到原子能的實際利用近在眼前。..第四頁，共十九頁，編輯于2023年，星期一核能開發(fā)的歷史進程5.1934年，意大利物理學家費米用中子轟擊原子核，并發(fā)現(xiàn)通過石蠟減速之后的慢中子，裂核能力更強。費米因此獲38年諾貝爾物理獎。6.1938年，德國哈恩發(fā)現(xiàn)鈾嬗變后出現(xiàn)的新元素與鈾相距甚遠。奧地利女物理學家邁特納提出核裂變猜想，以解釋鈾實驗。并稱裂變過程要放出大量能量。7.費米提出鏈式反應概念。8.1939年9月1日，第二次世界大戰(zhàn)正式打響第五頁，共十九頁，編輯于2023年，星期一核能開發(fā)的歷史進程9.1940年，美國政府正式大量撥款，啟動“曼哈頓工程”，格羅夫斯將軍為行政首腦10.1941年12月－1942年12月，費米在芝加哥研制原子反應堆11.鈾235、钚239的提純12.1943年1月－1945年7月。奧本海默在新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯主持原子彈研制。13.7月16日凌晨5時30分，第一顆鈾原子彈試爆成功。比一千個太陽都亮。14.曼哈頓工程：動員50萬人，耗費22億美元，占用全國三分之一的電力第六頁，共十九頁，編輯于2023年，星期一核能開發(fā)的歷史進程1.核軍備競賽：盟國之爭2.45年8月，斯大林下令抓緊研制原子彈3.1949年8月，蘇聯(lián)成功地進行了核實驗4.1952年11月1日，美國試爆第一顆氫彈5.1953年8月，蘇聯(lián)研制氫彈成功6.1952年10月3日，英國研制成功原子彈7.1960年2月13日，法國研制成功钚彈8.1964年10月16日，中國試爆成功原子彈第七頁，共十九頁，編輯于2023年，星期一1.1公斤核燃料相當于2500噸煤2.1954年，蘇聯(lián)建成第一座小型原子能電站；1956（英國），1957（美國）3.核電站：成本低、污染小、效率高，但事故太可怕4.1986年4月26日切爾諾貝利核電站第4號機組發(fā)生爆炸。人為造成三道安全措施無效5.1979年3月28日三里島核電站二號堆事故，由于多重安全系統(tǒng)發(fā)揮作用，后果不嚴重6.核聚變核能開發(fā)的歷史進程第八頁，共十九頁，編輯于2023年，星期一當前人類面臨的能源危機風能水能

太陽能煤炭是目前人類利用最廣泛的能源之一，其有利用方便，使用安全等特點。但是對環(huán)境的破壞顯而易見風能和太陽能雖然地碳排放，但是利用難度較大，水能在牽涉社會人文方面影響較大利用率高。常規(guī)情況下對環(huán)境破壞小，淡突發(fā)情況下帶來的問題值得警惕！人類利用能源構(gòu)成

煤炭

核能第九頁，共十九頁，編輯于2023年，星期一核能與其他能源鏈的溫室氣體排放比較國際原子能機構(gòu)(IAEA)從1992年起與其他8個國際組織一起進行了各種發(fā)電能源的比較研究，結(jié)果顯示核電鏈的CO，當量排放量是最低的，僅為化石燃料發(fā)電的1／100～40，也低于水電、風能和生物質(zhì)能，。核電鏈的溫室氣體排放源，主要是在鈾的提取、加工、富集過程以及鋼和水泥等建筑材料生產(chǎn)過程的化石燃料消耗和水泥生產(chǎn)工藝過程的排放，這些排放量與化石燃料直接燃燒發(fā)電的排放量相比是微不足道的，而且仍有進一步降低第十頁，共十九頁，編輯于2023年，星期一國際上發(fā)展核能減排溫室氣體動態(tài)面對全球氣候變化問題，從各國政府采取的針對能源領域的行動和對策來看，改變能源結(jié)構(gòu)和增加核能使用比例、用核能替代燃煤發(fā)電技術是控制溫室氣體排放的有效途徑。2005年8月在維也納舉行的聯(lián)合國氣候變化研討會上探討了將能源部門在2030年時的碳排放量降低至當前水平的方法，聯(lián)合國氣候變化框架公約(UNFCCC)的報告強調(diào)了核能的減排作用并指出應對核能進行更多的投資l3l。第十一頁，共十九頁，編輯于2023年，星期一我國的核能利用與環(huán)境保護中國核電發(fā)展基本情況中國是世界上少數(shù)幾個擁有比較完整核工業(yè)體系的國家之一，中國核電事業(yè)起步于20世紀70年代，現(xiàn)已初步形成了浙江秦山、廣東大亞灣和江蘇田灣3個核電基地，至2008年底，運行的核電機組為11臺，裝機容量達到908萬kW，核電約占全國總發(fā)電量的2％，近年來核電發(fā)展步伐不斷加快，在建核電規(guī)模達到2708萬kW，約占全球在建核電總規(guī)模的1／3。第十二頁，共十九頁，編輯于2023年，星期一我國發(fā)展核能的溫室氣體減排效益中國開展了對核電鏈與煤電鏈的溫室氣體排放系數(shù)的比較研究，得到了20世紀90年代中期的評價結(jié)果，即核電鏈的溫室氣體排放系數(shù)為13．7g／(kW·h)Isl，煤電鏈的溫室氣體排放系數(shù)約1302．3g／(kW-h)l9]，核電鏈的各環(huán)節(jié)中，核電站運行期間的溫室氣體排放最小，僅占整個核電鏈的14．5％，溫室氣體排放主要是由為維持核電運行而入的火電造成的；核電站建設期間造成溫室氣體排放的主要因素為水泥、碳鋼、銅和不銹鋼(合金鋼)等建設用材，這些因素占核電鏈的48．5％l8l。煤電鏈的溫室氣體排放系數(shù)中，燃煤電廠發(fā)電運行期間占77．9％，煤礦開采占15．9％，如果加上煤田燃燒則占到21．4％[9]。由此可見，中國煤電鏈的溫室氣體排放要比核電鏈高出2個數(shù)量級。目前，對中國不同能源系統(tǒng)的溫室氣體排放評價工作尚未完成，其中對21世紀初期核電鏈與煤電鏈的溫室氣體排放系數(shù)的更新計算的初步結(jié)果顯示00}，核電與煤電的溫室氣體排放系數(shù)均有所降低，但兩者的差值可能更大，也就是說發(fā)展核電減少的CO排放量可能更大。第十三頁，共十九頁，編輯于2023年，星期一我國的核能利用與環(huán)境保護發(fā)展核電減排溫室氣體的效益是明顯的。根據(jù)2007年國務院批準的核電中長期發(fā)展規(guī)劃l】，到2020年，中國核電裝機容量將達到4000萬kW，在建核電容量1800萬kW左右，共5800萬kw，占全部電力裝機容量的4％。按照4000萬kw保守計算2020年用核能發(fā)電代替燃煤發(fā)電帶來的溫室氣體減排將達到4．5億t。根據(jù)國家發(fā)展和改革委員會能源研究所((2020年中國能源需求情景分析的研究結(jié)果，到2020年，中國化石燃料燃燒產(chǎn)生的CO排量將達到62億～66億t[121。按照60~Lt保守計算，則發(fā)展核能代替化石燃料可有7，5％的直接減排貢獻?？紤]到核電鏈的溫室氣體排放主要因素是建設用材和其他燃料消耗，而將來的能耗水平仍有降低空間，因此核能總的減排效益可能更高。第十四頁，共十九頁，編輯于2023年，星期一安全的核能當今，全世界幾乎16%的電能是由441座核反應堆生產(chǎn)的，而其中有9個國家的40%多的能源生產(chǎn)來自核能。在這一領域，國際原子能機構(gòu)作為隸屬聯(lián)合國大家庭的一個國際機構(gòu)，對和平利用、開發(fā)原子能的活動積極加以扶持，并且為核安全和環(huán)保確立了相應的國際標準。國際原子能機構(gòu)的作用相當于一個在核領域進行科技合作的政府間中心論壇。作為一個協(xié)調(diào)中心，該機構(gòu)的設立便于在核安全領域交換信息、制訂方針和規(guī)范以及應有關政府之要求提供如何加強核反應堆安全和避免核事故風險的方法。國際原子能機構(gòu)還在旨在確保核技術的運用以求可持續(xù)發(fā)展的國際努力中扮演重要作用。隨著各國的核能計劃增多，公眾日益關注核安全問題，國際原子能機構(gòu)在核安全領域的職責也擴大了。為此，國際原子能機構(gòu)制訂了輻射防護基準標準，并就特定的業(yè)務類型頒布了有關條例和業(yè)務守則，其中包括安全運送放射性材料方面的條例和業(yè)務守則。依據(jù)《核事故或輻射緊急援助公約》和《及早通報核事故公約》，一旦發(fā)生放射性事故，國際原子能機構(gòu)會立即采取行動，確保向成員國提供緊急援助。國際原子能機構(gòu)還對其他幾個核安全方面的國際條約擔負著保存任務。這些國際條約包括：《核材料實物保護公約》，《維也納核損害民事責任公約》，《核安全公約》以及《廢燃料管理安全和放射性廢物管理安全聯(lián)合公約》。最后一個公約是針對核安全問題的第一個國際性的法律文書。第十五頁，共十九頁，編輯于2023年，星期一安全的核能國際原子能機構(gòu)就各成員國實施原子能計劃提供援助和咨詢意見，并且積極推動各國就科技信息進行交流。該機構(gòu)還幫助各國政府在水、衛(wèi)生、營養(yǎng)及藥物和食品生產(chǎn)等領域和平利用原子能。這方面一個突出的例子是利用核輻射技術所開展的突變育種工作。通過這一工作，將近2000個新的優(yōu)良作物品種業(yè)已開發(fā)成功。當前，圍繞能源選擇的問題爭論不休。這場爭論的起因是國際社會試圖控制二氧化碳向大氣層的排放，因為二氧化碳進入大氣層導致了全球升溫。國際原子能機構(gòu)強調(diào)核能的種種好處，認為作為一種重要的能源來源，核能不存在溫室氣體和其他有毒氣體排放的問題。通過其設在維也納的國際核信息系統(tǒng)，國際原子能機構(gòu)對幾乎所有核科學和技術方面的信息進行收集和傳播。國際原子能機構(gòu)還與聯(lián)合國教育、科學及文化組織合作，在意大利東北部城市的里雅斯特設立了國際理論物理中心。該中心擁有三個實驗室，開展原子能基礎應用方面的研究。國際原子能機構(gòu)還與聯(lián)合國糧農(nóng)組織合作，開展原子能應用于糧食和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領域的研究。該機構(gòu)還與世界衛(wèi)生組織合作，開展核輻射應用于醫(yī)藥和生物學領域的研究。此外，國際原子能機構(gòu)在摩納哥還設有海洋環(huán)境實驗室。該實驗室得到了聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署和教育、科學及文化組織的協(xié)助，共同對全球海洋環(huán)境污染的情況進行研究。第十六頁，共十九頁，編輯于2023年，星期一保護環(huán)境與核能利用的前景道路面對全球氣候變化問題，從各國政府采取的針對能源領域的行動和對策來看，控制溫室氣體排放的技術途徑主要是改變能源結(jié)構(gòu)、控制化石燃料使用量、提高能源效率、增加核能和可再生能源使用比例。中國能源需求總量大且增長迅速，目前已成為世界上僅次于美國的第二大能源生產(chǎn)國和消費國，但人均能耗尚處于較低水平。中國能源結(jié)構(gòu)的特點是以煤為主的能源生產(chǎn)與消費，與以油、氣為主的世界能源構(gòu)成相比，中國能源消費的CO，排放強度比世界平均水平高出30％以上。目前，中國的CO，排放總量接近60億t，實際上已超過美國成為世界第一排放大國。為應對氣候變化，中國政府出臺了到2020年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值CO排放比2005年