核能發(fā)電若干方面淺談

核能發(fā)電若干方面淺談隨著世界形的能源緊缺問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，新能源不斷誔生，核能這個(gè)新的能源越來(lái)越被人們重視，但是，在世界人眼中，一說(shuō)起核能，就會(huì)想的是核武器、核爆炸等。這給核能的正確使用帶來(lái)了前所未有的問(wèn)題。一、正確認(rèn)識(shí)核能核能（或稱原子能）是通過(guò)核反應(yīng)從原子核釋放的能量，符合阿爾伯特·愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程E=mc2，其中E=能量，m=質(zhì)量，c=光速。核能可通過(guò)三種核反應(yīng)之一釋放：1、核裂變，較重的原子核分裂釋放結(jié)合能。2、核聚變，較輕的原子核聚合在一起釋放結(jié)合能。3、核衰變，原子核自發(fā)衰變過(guò)程中釋放能量。利用核反應(yīng)堆中核裂變所釋放出的熱能進(jìn)行發(fā)電的方式。它與火力發(fā)電極其相似。只是以核反應(yīng)堆及蒸汽發(fā)生器來(lái)代替火力發(fā)電的鍋爐，以核裂變能代替礦物燃料的化學(xué)能。除沸水堆外（見(jiàn)輕水堆），其他類型的動(dòng)力堆都是一回路的冷卻劑通過(guò)堆心加熱，在蒸汽發(fā)生器中將熱量傳給二回路或三回路的水，然后形成蒸汽推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)。沸水堆則是一回路的冷卻劑通過(guò)堆心加熱變成70個(gè)大氣壓左右的過(guò)飽和蒸汽，經(jīng)汽水分離并干燥后直接推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)。核能發(fā)電利用鈾燃料進(jìn)行核分裂連鎖反應(yīng)所產(chǎn)生的熱，將水加熱成高溫高壓，利用產(chǎn)生的水蒸氣推動(dòng)蒸汽輪機(jī)并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)。核反應(yīng)所放出的熱量較燃燒化石燃料所放出的能量要高很多（相差約百萬(wàn)倍），比較起來(lái)所以需要的燃料體積比火力電廠少相當(dāng)多。核能發(fā)電所使用的的鈾235純度只約占3%-4%，其馀皆為無(wú)法產(chǎn)生核分裂的鈾238。二、核能的發(fā)展第一代核電站。核電站的開(kāi)發(fā)與建設(shè)開(kāi)始于20世紀(jì)50年代。1954年前蘇聯(lián)建成發(fā)電功率為5兆瓦的實(shí)驗(yàn)性核電站；1957年，美國(guó)建成發(fā)電功率為9萬(wàn)千瓦的ShipPingPort原型核電站。這些成就證明了利用核能發(fā)電的技術(shù)可行性。國(guó)際上把上述實(shí)驗(yàn)性的原型核電機(jī)組成為第一代核電機(jī)組。第二代核電站。20世紀(jì)60年代后期，在實(shí)驗(yàn)性和原型核電機(jī)組基礎(chǔ)上，陸續(xù)建成發(fā)電功率30萬(wàn)千瓦的壓水堆、沸水堆、重水堆、石墨水冷堆等核電機(jī)組，他們?cè)谶M(jìn)一步證明核能發(fā)電技術(shù)可行性的同時(shí)，使核電的經(jīng)濟(jì)性也得以證明。目前，世界上商業(yè)運(yùn)行的400多座核電機(jī)組絕大部分是在這一時(shí)期建成的，習(xí)慣上稱為第二代核電機(jī)組。第三代核電站。20世紀(jì)90年代，為了消除三里島和切爾諾貝利核電站事故的負(fù)面影響，世紀(jì)核電業(yè)界集中力量對(duì)嚴(yán)重事故的預(yù)防和緩解進(jìn)行了研究和攻關(guān)，美國(guó)和歐洲先后出臺(tái)了《先進(jìn)輕水堆用戶要求文件》，即URD文件和《歐洲用戶對(duì)輕水堆核電站的要求》，即EUR文件，進(jìn)一步明確了預(yù)防與緩解嚴(yán)重事故，提高安全可靠性等方面的要求。國(guó)際上通常把滿足URD文件或EUR文件的核電機(jī)組稱為第三代核電機(jī)組。對(duì)第三代核電機(jī)組要求是能在2010年前進(jìn)行商用建造。第四代核電站。2000年1月，在美國(guó)能源部的倡議下，美國(guó)、英國(guó)、瑞士、南非、日本、法國(guó)、加拿大、巴西、韓國(guó)和阿根廷共10個(gè)有意發(fā)展核能的國(guó)家，聯(lián)合組成了“第四代國(guó)際核能論壇”，與2001年7月簽署了合約，約定共同合作研究開(kāi)發(fā)第四代核能技術(shù)。三、核能是可持續(xù)發(fā)展的能源1.核工業(yè)的主要業(yè)務(wù)范圍核工業(yè)的主要業(yè)務(wù)范圍包括：鈾礦勘探、鈾礦開(kāi)采與鈾的提取、燃料元件制造、鈾同位素分離、反應(yīng)堆發(fā)電、乏燃料后處理、同位素應(yīng)用以及與核工業(yè)相關(guān)的建筑安裝、儀器儀表、設(shè)備制造與加工、安全防護(hù)及環(huán)境保護(hù)。2.核燃料循環(huán)及其組成核燃料循環(huán)是指核燃料的獲得、使用、處理、回收利用的全過(guò)程。它是核工業(yè)體系中的重要組成部分。核燃料循環(huán)通常分為前端和后端兩部分，前端包括鈾礦勘探、鈾礦開(kāi)采、礦石加工（包括選礦、浸出、提取和沉淀等工序）、精制、轉(zhuǎn)化、濃縮、元件制造等；后端包括對(duì)反應(yīng)堆輻照以后的乏燃料元件進(jìn)行鈾钚分離的后處理以及對(duì)放射性廢物進(jìn)行處理、貯存和處置。3.鈾礦地質(zhì)勘探鈾是核工業(yè)最基本的原料。鈾礦地質(zhì)勘探的目的是查明和研究鈾礦床形成的地質(zhì)條件，總結(jié)出鈾礦床在時(shí)間上和空間上的分布規(guī)律，并用此規(guī)律指導(dǎo)普查勘探，探明地下的鈾礦資源。普查勘探工作的程序?yàn)閰^(qū)域地質(zhì)調(diào)查、普查和詳查、揭露評(píng)價(jià)、勘探等，同時(shí)還要求工作人員進(jìn)行地形測(cè)量、地質(zhì)填圖、原始資料編錄等-系列的基礎(chǔ)地質(zhì)工作。四、核能的發(fā)電的現(xiàn)狀目前；核能發(fā)電最大的優(yōu)勢(shì)就是我們所認(rèn)識(shí)的，能量巨大；1、污染低2、從燃料資源上而言，地球有望供應(yīng)；正因?yàn)檫@些優(yōu)勢(shì)，目前全球正在運(yùn)行的核電機(jī)組共44；但是核發(fā)電并不是沒(méi)有弊端的，1、核廢料處理需嚴(yán)謹(jǐn)；在最新的一次核事故中使弊端顯示無(wú)疑；但鑒于傳統(tǒng)化石能源日益枯竭及環(huán)境破壞性不斷加劇的；再次，與其他可再生能源相比，核能發(fā)電的現(xiàn)狀，面臨的挑戰(zhàn)及前景就我們所知，目前全世界的經(jīng)濟(jì)，政治和生活方式都離不開(kāi)化石能源，但是隨著消費(fèi)量的不斷增加，化石能源儲(chǔ)量的不斷減少，人們迫切需要尋找一種替代能源，而能滿足能效高，技術(shù)上可行，環(huán)保，并且可再生這四個(gè)條件的能源并不多。不過(guò)有一種能源能做到這一點(diǎn)，那就是核能。核能發(fā)電最大的優(yōu)勢(shì)就是我們所認(rèn)識(shí)的，能量巨大。它以少量的核子燃料即可產(chǎn)生大量的能量。低濃縮鈾1噸具有相當(dāng)于約5萬(wàn)噸的重油之能量。除此之外，核能發(fā)電的優(yōu)勢(shì)還有以下幾點(diǎn)：1、污染低2、從燃料資源上而言，地球有望供應(yīng)。3、運(yùn)輸方便、成本低。核發(fā)電存在的弊端：1、核廢料處理需嚴(yán)謹(jǐn)。使用過(guò)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(dāng)，就很可能對(duì)環(huán)境生命產(chǎn)生致命的影響。核廢料的放射性不能用一般的物理、化學(xué)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(guò)物質(zhì)時(shí)，發(fā)生電離和激發(fā)作用，對(duì)生物體會(huì)引起輻射損傷。2、熱污染。核能發(fā)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(huán)境裏，故核能電廠的熱污染較嚴(yán)重3、核能發(fā)電被認(rèn)為存在風(fēng)險(xiǎn)。核裂變必須由人通過(guò)一定裝置進(jìn)行控制。一旦失去控制，裂變能不僅不能用于發(fā)電，還會(huì)釀成災(zāi)害。現(xiàn)在大多數(shù)人都是談核色變。其實(shí)任何一個(gè)事物都有兩面性。人類在“吃一塹長(zhǎng)一智”中前行，我們不能因?yàn)榘l(fā)生撞機(jī)就不坐飛機(jī)；不能因?yàn)槟鞲鐬陈┯途屯Ｖ故烷_(kāi)采；不能因?yàn)樘魬?zhàn)者號(hào)爆炸而停止太空探索。我們完全可以從日本核危機(jī)中汲取教訓(xùn)，推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步，而不是被它嚇倒，相信以后和能回越來(lái)越安全放心。大多人雖然不能一時(shí)間接受核能，但是事實(shí)就是如此，不可否認(rèn)的是核能優(yōu)點(diǎn)很多。雖然全球核能股應(yīng)聲大跌，近年剛剛復(fù)興的核能產(chǎn)業(yè)正面臨著嚴(yán)重沖擊。人們的恐慌自有其道理：32年前美國(guó)三里島核