[高三政史地]核能利用与环境保护.doc

- 23 -核能利用与环境保护 大冶六中选修校本地理教材 黄朝洪主编 大冶六中地理组审稿目 录前言：日本地震带来核危机而引发的思考第一章 核能应用简介第一节 核能应用历史第二节 核能利用的意义和前景第二章 核能第一节 核反应-核聚变与核裂变第二节 什么是核能发电核能发电的原理第三章 核辐射第一节 近代发生的重大核泄漏第二节 核辐射及危害第三节 核辐射的预防第四章 安全利用核能第一节 核能利用的安全性第二节 我国的核能应用第三节 有关核能的国际法律问题附录：世界核电站的分布 我国核电站的分布 日本地震带来核危机而引发的思考时间：北京时间2011年3月11日13时46分 震级：9.0级（日本地震厅）3月11日 震中：日本本州岛仙台港以东130公里处3月11日 伤亡：官方确认其中9700人确认遇难，1万6501人被正式列入失踪人员名单，两者合计总数达到2万6201人3月24日。核电站事故：福岛第一核电站1号、2号、3号反应堆冷却系统失灵，4号反应堆出现火情。随着日本地震引发的此次核泄漏，引发了自1986年切尔诺贝尔核灾难以来最严重的危机，对全球各国竞相发展核能的决心犹如当头棒喝，使人们更加关注核能的安全性以及对环境的影响。欧部分国家暂停核电计划据悉，目前欧洲大陆共设有超过150个核反应堆，对核危机尤其关注，在日本发生核事故后，有关检讨核安全的呼声高涨。以奥地利为首的欧洲各大经济体前日表示，鉴于福岛的核泄漏事件，将仔细审视核安全，并呼吁欧盟27国全面检查核电厂安全。奥地利环境部长柏拉科维奇称，他前日与欧盟各国环境部长开会时，将就“核电厂压力测试”取得各方共识。这类似2008年金融危机过后，欧盟对各金融体系进行的压力测试。瑞士政府已决定暂停更新老化核能发电厂的计划，强调最优先考虑的是安全，又责成联邦核安全督察团“分析日本核事故的确切原因，并就可能制订严格新标准作结论”，在彻底的安全审查之前，停建新的核电站。亚洲各地密切监察核泄漏亚洲各地在刚过去的周末都密切关注日本核电站出现的事故，原因是亚洲一些国家正考虑兴建数十座核电站。印度尼西亚官员也在考虑是否重启对核电站的规划，以满足印度尼西亚巨大的电力供应缺口。印度表示，将检查其核电站，以确保经得起地震和海啸考验。韩国也表示，将审视自身的核计划。韩国原计划建造14座新核反应堆。美官员促当地核厂“煞车”尽管美国核官员指日本核电站泄漏的辐射不会影响美国，但美国核子管理委员会前主席布莱德福指出，反应堆爆炸的画面，将大大冲击国际社会对核能发电的观感，“未来很长一段时间，都很难抹灭大众对核能的不良印象。”据悉，美国目前共有104座核子反应堆运作，估计会再建48座。参议院国土安全委员会主席利伯曼称，美国核电厂发展计划应“煞车”，直至日本核灾的冲击程度明朗化为止日本当前的危机，始于一次9级大地震，再转化成持续的核泄漏，这是人们事前未曾预料到的。这场危机已对国际社会产生影响，人们开始重新评估人类借助科技所获得的能力。欧盟对核电站的安全性从自信变成不太自信。德国政府暂时关闭7座1980年之前建成使用的核电站，总理默克尔说，日本核危机是科技史上的一个转折。我国也宣布暂停审批新的核电站，并对所有核电站实施安全检查。这听起来有点悲观，但换一个角度，人们对科技和自身能力的疑虑恰恰代表了人的审慎与明智，说明人类是有反思能力的。核电站是人类科技发展的一项成就，是人类理性的成果。人类还具有另一种理性，即可以对理性进行反思，这是更高的人类理性。福岛核泄漏发生在日本，如果我们以为这场核危机只是别人的事，那就大错特错。正确的方法，是把福岛核泄漏纳入人类事务的范畴，把它看作人类科技进展中遭遇的一次挫折。中国不是局外人，而是这场危机的一个主体，应当通过反思，提升我们对科技和人类改造自然能力的认识，以便今后采取正确的行动。在当下，日本核危机尚在持续演变，很多人关心的是核泄漏本身，而少有人注意一个事实，即日本核危机完全出乎人的意料之外。日本防核兵平时演练的是如何防止原子弹袭击，此次核危机纯属一场“意外”，这使得防核兵有些不知所措。“意外”出人意料之外，但又时不时变成铁的事实。在数千年时间里，欧洲人一直以为天鹅是白的，但后来欧洲人到达澳洲，才发现了黑天鹅。黑天鹅的存在，对欧洲人的认知是一个“意外”。美国学者纳西姆塔勒布写了一本叫黑天鹅的书，书中提出，人类总是习惯于常态，但有一天突然出现意外，而“意外”可能具有颠覆性。在人类历史上，已经发生3次严重的核泄漏危机，3次全部都属“意外”。切尔诺贝利核电站一度被认为是世界上最安全可靠的核电站，宾夕法尼亚州三里岛核电站是美国的创作，福岛核电站也长期被公认为全世界最安全的核电站。前两者出现了操作失误，福岛则遭遇前所未遇的地震和海啸，结果就是三场危机。“意外”总是光顾全世界最安全的核电站，这决非偶外，它提示了人与自然关系中的巨大不确定性。你以为那里最高只会发生7.9级地震，但实际上地震达到9级。你以为只有地震，而实际发生的还有海啸。人类改造自然的能力取决于两点：第一是认识能力是否足够，第二是在经济上能否可行。人类可以让核电站抵御10级地震，但成本可能不划算。经济上划算的方案，却给“意外”留下时间和空间。这并不是说，面对不确定性，我们应当放弃；而是说，我们必须变得更加审慎，避免自信过头导致急躁冒进，引发大自然对人类的疯狂报复。因此，人类在利用科技发展核能时，能否多考虑核能的安全性呢？多考虑一下我们生存的环境呢？多考虑一下我们自身的生存呢？让一些意外不再成为意外，让我们生存的环境更加美好，让我们人类能与环境真正做到和谐共处！第一章 核能简介 第一节 核能应用历史 核能是人类历史上的一项伟大发明，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。 19世纪末 英国物理学家汤姆逊发现了电子。 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。 1898年 居里夫人发现新的放射性元素钋。 1902年 居里夫人经过4年的艰苦努力又发现了放射性元素镭。 1905年 爱因斯坦提出质能转换公式。 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。 1935年 英国物理学家查得威克发现了中子。 1946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。 1945年8月6日和9日 美国将两颗原子弹先后投在了日本的广岛和长崎。 1957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。 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(电)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（电）。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的30兆瓦（电）以上的核电站反应堆已达200多座,总装机容量已达107776兆瓦（电）。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。世界上第一座核电站苏联奥布宁斯克核电站. 中国大陆的核电起步较晚，80年代才动工兴建核电站。中国自行设计建造的30万千瓦（电）秦山核电站在1991年底投入运行。大亚湾核电站于1987年开工，于1994年全部并网发电。核能的标志：第二节 核能利用的意义和前景本世纪的伟大科技成果之一，是人们打开了核能利用的大门。1905年，爱因斯坦在其著名的相对论中列出了质量和能量相互转换的公式：E=mc2，其中，E为能量（erg），m为质量（g），c为光速（厘米/秒）。这一公式表明，少量的质量转换为能量就十分巨大，揭示了核能来源的物理规律。1938年，德国物理化学家哈恩和施特拉斯发现了铀235的裂变现象：铀原子核裂变的同时，释放出巨大的能量，这个能量来源于原子核内核子的结合能，它恰好相等于核裂变时的质量亏损。这一发现，使核能的利用走向现实。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，国际核能的应用经历了对核电机组的从第一代到第三代不断改进的过程， 目前，国际第四代核能利用系统研究提出了反应堆设计和核燃料循环方案的新概念，我国核电已由起步进入发展阶段，具有自主设计建造第二代核电的能力，我国已做出积极推进核电发展的重大决定，加快我国核电建设，提高核电在电力供给中的比重，这将有助于缓解电力增长与交通运输、环境保护的矛盾，核能利用的发展前景将越来越广阔。核电发展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kwh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4O6O，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。日本福岛核电站第二章 核能第一节 核反应-核聚变与核裂变核聚变，又称核融合，是指由质量小的原子，比方说氘和氚，在一定条件下（如超高温和高压），发生原子核互相聚合作用，生成中子和氦-4，并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。原子核中蕴藏巨大的能量。根据质能方程E=mc2，原子核之静质量变化（反应物与生成物之质量差）造成能量的释放。如果是由重的原子核变化为轻的原子核，称为核裂变，如原子弹爆炸；如果是由较轻核聚变的原子核变化为较重的原子核，称为核聚变，如恒星持续发光发热的能量来源。 相比核裂变，核聚变的放射性污染等环境问题少很多。如氘和氚之核聚变反应，其原料可直接取自海水，来源几乎取之不尽，因而是比较理想的能源取得方式。 目前人类已经可以实现不受控制的核聚变，如氢弹的爆炸。但是要想能量可被人类有效利用，必须能够合理的控制核聚变的速度和规模，实现持续、平稳的能量输出；而触发核聚变反应必须消耗能量，因此人工核聚变的能量与触发核聚变的能量要到达一定的比例才能有经济效应。科学家正努力研究如何控制核聚变，但是现在看来还有很长的路要走。目前主要的几种可控制核聚变方式：超声波核聚变、激光约束（惯性约束）核聚变、磁约束核聚变（托卡马克）。 2005年，部份科学家相信已经成功做出小型的核聚变，并且得到初步验证。首个实验核聚变发电站将选址法国。 核聚变就是小质量的两个原子合成一个比较大的原子，核裂变就是一个大质量的原子分裂成两个比较小的原子，在这个变化过程中都会释放出巨大的能量,前者释放的能量更大。 世界上的每一种物质都处于不稳定状态，有时会分裂或合成，变成另太阳中心核聚变外的物质。物质无论是分裂或合成，都会产生能量。由两个氢原子合为一个氦原子，就叫核聚变，太阳就是依此而释放出巨大的能量。大家熟悉的原子弹则是用裂变原理造成的，目前的核电站也是利用核裂变而发电。核裂变虽然能产生巨大的能量，但远远比不上核聚变，裂变堆的核燃料蕴藏极为有限，不仅产生强大的辐射，伤害人体，而且遗害千年的废料也很难处理，核聚变的辐射则少得多，核聚变的燃料可以说是取之不尽，用之不竭。 核聚变要在近亿度高温条件下进行，地球上原子弹爆炸时可以达到这个温度。用核聚变原理造出来的氢弹就是靠先爆发一颗核裂变原子弹而产生的高热，来触发核聚变起燃器，使氢弹得以爆炸。但是，用原子弹引发核聚变只能引发氢弹爆炸，却不适用于核聚变发电，因为电厂不需要一次惊人的爆炸力，而需要缓缓释放的电能。 关于核聚变的“点火”问题，激光技术的发展，使可控核聚变的“点火”难题有了解决的可能。目前，世界上最大激光输出功率达100万亿瓦，足以“点燃”核聚变。除激光外，利用超高额微波加热法，也可达到“点火”温度。世界上不少国家都在积极研究受控热核反应的理论和技术，美国、俄罗斯、日本和西欧国家的研究已经取得了可喜的进展。 核裂变是一个原子核分裂成几个原子核的变化。只有一些质量非常大的原子核像铀(yu)、钍(t)等才能发生核裂变。这些原子的原子核在吸收一个中子以后会分裂成两个或更多个质量较小的原子核，同时放出二个到三个中子和很大的能量，又能使别的原子核接着发生核裂变，使过程持续进行下去，这种过程称作链式反应。原子核在发生核裂变时，释放出巨大的能量称为原子核能，俗称原子能。1克铀235完全发生核裂变后放出的能量相当于燃烧2.5吨煤所产生的能量。第二节 什么是核能发电核能发电的原理一、核能发电与火力发电非常相似，只是燃料不同 核能发电的原理和水力、火力发电厂有同样的共通点，就是设法使涡轮机转动，以带动发电机切割磁场，将机械能转变为产生电能。其中主要的不同点在于推动涡轮机所用的动力来源。水力电厂以大量的急速流动水(例如由水坝或瀑布引出)直接推动涡轮机，而核能电厂与火力电厂则利用大量高温、高压之水蒸气推动涡轮机，其中核能电厂是靠核分裂所释放出的能量、火力电厂则是靠燃烧煤炭、石油或天然气等化石燃料以产生蒸汽。 核能发电利用铀燃料进行核分裂连锁反应所产生的热，将水加热成高温高压，核反应所放出的热量较燃烧化石燃料所放出的能量要高很多(相差约百万倍)，比较起来所以需要的燃料体积比火力电厂少相当多。核能发电所使用的的铀235纯度只约占3%-4%，其余皆为无法产生核分裂的铀238。 举例而言，核四厂每年要用掉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。如果使用天然气，需要143万吨，相当于每天烧掉201 核能发电万桶家用瓦斯。换算起来，刚好接近全台湾692万户的瓦斯用量。 二、核能发电与原子弹完全不同 核能发电与核子武器完全不同，主要差别在于: 1.核能发电借着控制棒来控制能量释放的速率，使能量慢慢释放出来;而原子弹要的就是不受任何控制的瞬间爆炸。打个比方，核能电厂就像比VOLOV更重视安全，有7重煞车的高级房车能跟一辆没有煞车横冲直撞的货柜车相提并论吗？ 2.核能发电用的是35%浓度的核燃料，与原子弹使用浓度90%的铀 235，后果当然不同！比方来说，浅酌一杯冰啤酒能消暑解渴，如果喝一杯浓度90%的药用酒精，恐怕就得送医急救了。 火力发电简图(燃烧化石燃料产生水蒸气带动涡轮机发电) (与火力发电一样，只是产生水蒸气的方法不同) 核能发电的原理图示第三章 核辐射第一节 近代发生的重大核泄漏核能被视为高效、清洁的能源。1954年苏联建成世界第一座核电站，如今全世界有15%的电力依靠核能提供。然而，核能在提供能源的同时，核电站事故、放射物质泄漏等灾难性事故时有发生。1957年10月10日，英格兰西北部的温德斯凯尔(现改名塞拉菲尔德)核电站的一座反应堆起火，释放出放射性云雾。核电站附近的农场产品被禁售一个月，数十人因遭受核辐射而罹患癌症死亡。1979年3月28日发生在美国宾夕法尼亚州萨斯奎哈河三哩岛核电站的一次严重放射性物质泄漏事故。然而事故对环境和居民都没有造成危害和伤亡，也没有发现明显的放射性影响。三哩岛的核反应堆外面有护罩，当核燃料熔毁时，这时还有第三重的保护系统会自动紧急抽注大量的冷却水灌注入护罩内，将护罩内部淹没。故三哩岛的核能事故虽也是最严重的核燃料熔毁事故，其放射能外泄量实际上乃是微不足道， 但至少15万居民被迫撤离。1986年4月26日，乌克兰切尔诺贝利核电站4号反应堆发生爆炸，造成30人当场死亡，8吨多强辐射物泄漏。作为世界上影响最大的一次民用核电泄漏事故，1986年4月26日凌晨发生在切尔诺贝利的许多细节，至今仍令人惊魂未定。1986年4月26日，前苏联切尔诺贝利核电站的第4号核反应堆在进行半烘烤实验中突然发生失火，引起爆炸。据估算，那次核泄漏事故后产生的放射污染相当于日本广岛原子弹爆炸产生的放射污染的100倍，8吨多强辐射物质泄露，尘埃随风飘散，致使俄罗斯、白俄罗斯和乌克兰许多地区遭到核辐射的污染，超过33.6万名的居民被迫撤离。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，庄稼被全部掩埋，周围7000米内的树木都逐渐死亡。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。据专家估计，完全消除这场浩劫的影响最少需要800年。到现在，参加救援工作的60万人中，已有6万人丧生，7万人成为残疾人，30多万人受到放射伤害。当时绿色和平组织报告称，死于核污染的人至少在20万人。乌克兰共有250万人因切尔诺贝利核事故而身患各种疾病，其中包括47.3万儿童。在乌克兰的核受害者中最常见的是甲状腺疾病、造血系统障碍疾病、神经系统疾病以及恶性肿瘤等。1993年4月6日，俄罗斯西伯利亚托姆斯克市附近的托姆斯克化工厂的一个装满放射性溶液的容器发生爆炸，释放出大量的放射性气体，泄漏的放射性物质污染面积达1000公顷，并引起大火，附近的几个村庄被迫整体迁移。1999年9月30日，日本茨城县东海村一家核燃料制造厂发生核物质泄漏事故，造成两名工人死亡，数十人遭到不同程度辐射，附近居民被疏散避难。2002年7月19日,位于韩国庆尚北道庆州市附近的月城核电站3号机组4日晚间发生核泄漏事故，22名职工受到轻度核辐射。据报道，该核电站的3号机组4日晚间正在进行冷却水泵维修作业时，约45公升的重水突然外泄，使正在作业的22名职工受到微弱的核辐射。2004年8月9日，日本关西电力公司位于东京以西约350公里处的反应堆发生涡轮机房内蒸气泄漏事故，导致4人死亡、7人受伤。北京时间 3 月 11 日，日本本州岛附近海域发生里氏 9.0 级强震，强震引发海啸。 强震造成两座核电站的 5 个机组停转，并于 12 日首次确认核电站出现泄漏，大批居民被疏散。 强震造成多处火灾，核泄漏情况不断扩大11年3月13日： 福岛县政府13日发布消息称，新确认有19名从福岛第一核电站方圆3公里撤离的人员遭到核辐射，已确认遭核辐射的人数由此上升至22人。第二节 核辐射对自然环境的影响及危害一、核辐射的种类：自然界存在着三种射线： （阿尔法）、 （贝塔）、（伽玛）射线。人类接受的辐射有两个途径，称为内照射和外照射。 、 、 三种射线由于其特征不同，其穿透物质的能力也不同，他们对人体造成危害的方式不同。粒子只有进入人体内部才会造成损伤，这就是内照射；射线主要从人体外对人体造成损伤，这就是外照射；射线既造成内照射，又造成外照射。二、核辐射的危害：各种射线的辐射对各种生物，包括人类都有一个量的规定，在规定量范围内，对各种生物不会造成危害，但是超出规定量的辐射对其附近的各种生物都会造成伤害，如鱼类、鸟类、各种兽类以及各种植物，还会污染水体、土壤、空气，同时通过各生物之间的食物链，又会出现放射物的积累，最终还是会影响人类身体的健康。三、在这里我们着重介绍核辐射对人类健康的影响。1、向大家介绍一下核辐射对人体健康的危害：2、核辐射的症状： 急性核辐射初期症状：恶心呕吐发热腹泻 照射剂量超过 1 Gy( 单位：戈)时可引起急性放射病或局部急性损伤；在剂量低于 1 Gy 时，少数人可出现头晕、乏力、食欲下降等轻微症状；剂量在 110 Gy 时，出现以造血系 统损伤为主；剂量在 1050 Gy 时，出现以消化道为主症状，若不经治疗，在两周内 100% 死 亡；50 Gy 以上出现脑损伤为主症状，可在 2 天死亡。急性损伤多见于核辐射事故。短时间内大剂量电离辐射引起的放射性损伤，称急性放射病。较长时间超过允许剂量的 辐射损伤，称慢性放射病。此病常见于接受过量射线的工作人员、公众及核武器爆炸的罹难者，主要引发造血功能障碍、内脏出血、组织坏死、感染及恶性变等。其中，核辐射导致的全身外照射损伤主要出现在急性放射病典型病程的初期，表现为恶 心、呕吐、疲劳、发热和腹泻。“假愈期”患者持续时间长短不同，症状有所缓解。严重的发展到了极期则有感染、出血和胃肠症状。经恰当治疗后上述症状逐渐缓解。而局部照射损伤是随受照剂量的不同，在受照部位可能出现红斑、水肿、干性脱皮和湿 性脱皮、起水泡、疼痛、坏死、坏疽或脱发等症状。局部皮肤损伤通常持续几周到几个月， 严重者常规方法难以治愈。不过，外照射多见于核电站工作人员。 体内污染引起的内照射一般没有明显的早期症状，除非摄入量很高，但这种情况非常罕见。 在接受辐射后，人体将出现哪些症状？全身长期超剂量慢性照射，可引起慢性放射性病。局部大剂量照射，可产生局部慢性损伤，如慢性皮肤损伤、造血障碍、白内障等。慢性损伤常见于核辐射工作的职业人群。 接受中等程度的辐射将导致辐射病。它有一系列症状。在接受辐射的几小时之内，人往往会出现恶心与呕吐，随后可能经历腹泻、头痛和发烧。在最初症状之后，人体可能会在一段时间内不再显示任何症状，然而往往在几周之内， 又有新的、更加严重的症状发生。如果接受了高等程度的辐射，以上所述的所有症状都可能立即出现，并伴随着全身性的、 甚至可能致命的脏器损害。接受 4 戈瑞（Gray，简写为 Gy，电离辐射吸收剂量的标准单位）的辐射后，大约一半 的健康成年人会因此丧命。【译注：目前日本报告反应堆周边的辐射约为千分之一 Gy。】 相比之下，治疗癌症时，放疗的辐射剂量往往达到每次 1-7 戈瑞，但是这些辐射被严密地控制，并往往只作用于特定的身体部位。 胚胎与胎儿的损伤 胚胎和胎儿对辐射比较敏感，在胚胎植入前接触辐射可使死胎率升高；在器官形成期接 触，可使胎儿畸形率升高，新生儿死亡率也相应升高。据流行病学调查显示，在胎儿期受照射的儿童中，白血病和某些癌症的发生率较对照组为高。 远期效应 在中等或大剂量范围内，核辐射致癌已为动物实验和流行病学调查所证实。在受到急慢性照射的人群中，白细胞严重下降，肺癌、甲状腺癌、乳腺癌和骨癌等各种癌症的发生率随照射剂量增加而增高。曾经的切尔诺贝利核爆炸幸存者第三节 核辐射的预防一、核辐射的分级： 国际核和放射性事件分级表（INES）是全世界通用的有关核和放射性事件安全性等级 表，政府官方使用 INES 数字等级定义核事故严重程度并进行报告。现行版本的 INES 手册 指南是经过最新内容补充编辑后，于 2008 年 7 月 1 日被采纳。 INES 的作用类似于用于表征地震强烈程度的“里氏”等级，旨在说明一系列有关核活动的严重程度。这些活动包括在工业及医疗中使用放射源、核设施的操作以及放射性材料的运输。INES 将核事件或事故分为：第 0 级事件称为“未达级数事件”，第一级称为“异常警示 事件”，第二级称为“偶发事件”，第三级称为“严重事件”，第四级称为“场区意外事故”，第五级称为“场外意外事故”，第六级称为“严重意外事故”，第七级称为“最严重意外事故”，社会公众可据此划分各异常事件/事故的严重程度，消除对核能安全不必要的疑虑。我们熟悉的 1979 年美国三里岛核电站事故定义为 5 级，1986 年前苏联切尔诺贝利核电站事故定义为 7 级。日本福岛核电站核泄漏事故有微量放射性物质释放，对核电站以外的区域危害不大，因此被定为 5 级。二、根据核辐射危害的作用方式和特点，采取有针对性的防护措施。 外照射的防护方法 体外辐射源对人体的照射称外照射。外照射防护的原则是尽量减少人体受到照射的剂 量把它控制在剂量当量限值以下。在确定辐射源的情况下，决定人体受到照射剂量的大小 的因素是离辐射源的距离、照射时间和屏蔽情况。因此，外照射的防护一般利用“距离”、 “屏蔽”和“时间”三种方法加以考虑。 增大与辐射源间的距离 对于核辐射“点”源，辐射强度与距离的平方成反比。因此，增大人体与辐射源间的距离是降低人体受照射剂量简单有效的途径。 缩短辐射照射的时间 缩短工作周期人体受到的剂量等于剂量率与时间的乘积，因此，在相同的核辐射场中， 人体受照时问越长，接受的剂量也越大。对于辐射防护来说，在一切接触到核辐射的环境中。 都应以尽量缩短受照时间为原则。 屏蔽 核辐射通过物质层时由于电离碰撞或其他作用过程而被吸收，射线强度被减弱，因此。 根据辐射源的性质，在其周围加上一层合适的和足够厚的屏蔽材料，在辐射源和救援人员之 间设置屏蔽层，“阻挡”或“减弱”核辐射粒子对人体的照射。 内照射的防护方法 进人人体内的放射性核素作为辐射源对人体的照射称为内照射。由于直接吸入承载放射 性物质以及通过口腔咽下或通过皮肤、伤口使放射性物质进入体内，造成内照射的危害。因此，内照射可通过减少放射源数量，包括大气、人体或物体表面的辐射量；穿戴防护衣，防止皮肤直接接触辐射源；戴正压呼吸面具或气衣，防止吸入放射性微尘；禁止在控制区吃、喝、吸烟，限制食入放射性物质的途径；避免带有裸外伤进入辐射控制区等方式进行防护。 三、发生核事故或放射事故，特别是有放射性物质向大气释放时，总的防护原则是“内外兼防” 首先得知道，要保护身体少遭辐射，做到以下3点很重要（1）遮蔽放射线（2）远离放射线源（3）减少遭辐射的时间具体措施：若被要求躲入室内，为免含放射性物质的外部空气进入室内，要关紧门窗，并关掉空调及换气扇。需要外出避难时，要注意预防“体内辐射”即放射性物质会从鼻子、嘴巴、皮肤伤口之类地方渗入体内。要用湿毛巾盖住鼻子和嘴巴，并最好穿严实的衣裤，不要暴露皮肤。另外，也请留意风向。注意尽可能别处在下风处。从外面进入室内之际也要注意。衣服上可能沾有放射性物质。不要把被污染的衣服带入室内，在门口脱下，迅速装入塑料袋，并扎紧口子。 体内照射的防护原则 避免食入、减少吸收、增加排泄、避免在污染地区逗留。清除污染，减少人员体内污染机会。 具体措施：如果核事故释放出放射性碘，应在医生指导下尽早服用稳定性碘片。服用量成年人推荐为100毫克碘，儿童和婴儿应酌量减少，碘过敏或有甲状腺疾病史者要慎用。 远离核辐射详细操作指南： 1、进入空气被放射性物质污染严重的地区时，要对五官严防死守。例如，用手帕、毛巾、布料等捂住口鼻，减少放射性物质的吸入。 2、穿戴帽子、头巾、眼镜、雨衣、手套和靴子等，有助于减少体表放射性污染。 3、要特别注意，不要食用受到污染的水、食品等。 4、如果事故严重，需要居民撤离污染区，应听从有关部门的命令，有组织、有秩序地撤离到安全地点。撤离出污染区的人员，应将受污染的衣服、鞋、帽等脱下存放，进行监测和处理。 5、受到或可疑受到放射性污染的人员应清除污染，最好的方法是洗淋浴。四、核电事故防护的主要措施 病人的处理： 首先估算受照剂量，包括生物、化学、物理及临床症状等方法提供的受照剂量、内照射和外照射、全身照射和局部照射，以分清轻、中、重不同损伤程度，尽快做好早期诊断及治疗。 组织放射性监测： 包括人员、环境、水源、饮食，分出污染等级以便于污染处理及防护。 食品的处理： 根据对食品放射性测量污染结果采取去包装，削皮冲洗以达到允许标准即可食用。 饮用水： 采用凝集沉淀过滤方法以达到可饮用标准。 衣服、用具： 根据具体表面污染，经过拍打、清扫、冲洗以达到去污标准。 环境污染 采取控制出入，隔离或迁移、隔离待衰变或扩散稀释达到允许标准可恢复正常。墙面、 地面、道路：根据不同情况可用覆盖铲除表层或冲洗达到允许标准。 个人防护 做好个人卫生防护，呼吸道防护，根据不同情况，可戴防护面具及不同类型的口罩，穿 防护服，离开污染区要淋浴、更换衣服，加强个人剂量监测。 医疗防护 根据情况需要服用碘片或其他预防药品。根据受照剂量不同的人群进行长期医学观察。 宣传教育： 利用影视、网络视频图片及编制核事故应急资料宣传片等。第四章 安全利用核能第一节 核能利用的安全性核能是20世纪人类的一项伟大发现，并已取得了十分重要的成果。1942年12月2日，著名科学家费米领导几十位科学家，在美国芝加哥大学成功启动了世界上第一座核反应堆，标志着人类从此进入了核能时代。在这以前人类利用的能源，只涉及到物理变化和化学变化，当核能进入人们的生产和生活后，一种通过原子核变化而产生的新能源从此诞生。 第一座反应堆首次启动时，功率仅为0.5瓦。60年后，核能已占全世界总能耗的6。国际原子能机构公布，截至2002年底，全世界共有441台核电机组在运行，2002年共生产电力2.574万亿千瓦小时，约占当年世界总发电量的17。其中，核发电量占本国总发电量比例最高的国家是立陶宛，达到80，其次是法国，达到79。 核反应堆是核电站中最关键的设备，也是不同类型核电站的主要差别所在。1954年，前苏联建成世界第一座试验核电站奥勃灵斯克核电站。1957年，美国建成世界第一座商用压水堆核电站希平港核电站。经过半个多世纪的发展和筛选，已发展成商业规模并且不断有后续建造项目的核电反应堆主要有3种类型：压水堆、沸水堆和重水堆。压水堆和沸水堆源于1953年美国原创开发成功的核潜艇动力堆；而重水堆则主要是由加拿大原创开发的专门用于核能发电的压力管式重水反应堆，也叫CANDU（坎杜）堆。第一座示范CANDU堆于1962年建成并投入运行。CANDU机组大部分建在加拿大，近年来发展到韩国、阿根廷、罗马尼亚和中国等6个国家。我国大陆已建成和在建共有11台核电机组，其中秦山三期核电站的两台机组采用CANDU堆，其余都用压水堆。CANDU堆的核燃料加工成简单短小的燃料棒束组件，每根燃料棒长约50厘米，外径约10厘米。堆芯由几百个水平的压力管式燃料通道组成，每个压力管内一般装有12个燃料棒束组件。高压冷却水从燃料棒束的缝隙间冲刷流过，不断把热量带出堆芯。冷却水加了很高的压力之后，温度可以保持较高而不发生沸腾。在燃料通道外侧的是低温低压的重水慢化剂，慢化剂与压力管内的高温高压冷却水是分隔开的。核裂变产生的热量从燃料棒传递到高压冷却水，冷却水又在蒸气发生器的U型管内把热量传递给管外的普通轻水，普通轻水沸腾所产生的高温高压蒸气去驱动汽轮发电机发电。目前的重水堆核电站所使用的冷却水是昂贵的重水，在新一代先进重水堆设计中，冷却水将采用轻水，而重水的用途只限于作慢化剂，因而绝大部分重水可以省掉。 CANDU堆由于它的燃料棒束组件简单短小，又加上反应堆堆芯是水平管道式的，所以在更换燃料的时候不需要停堆。更换核燃料时，两台机器人式的换料机分别与一个通道的两端对接，一台换料机从一端将燃料棒束一个个通过燃料通道，顺着冷却剂流动的方向推入堆芯；另一台换料机在另一端接收卸出的乏燃料棒束。换料可以在反应堆任何功率运行时进行，整个操作过程可在控制室通过计算机系统按预编程序遥控自动完成。不停堆换料带来的好处是多方面的，它不仅避免了因更换燃料而需要较长时间的强制性停堆，更重要的是它提供了一种强有力和灵活的燃料管理手段，也能及时把破损的燃料组件从堆内取出。 CANDU堆具有高中子经济性的突出优点。这一方面是由于重水慢化剂对中子吸收很少，另一方面由于不停堆换料、简单的燃料组件设计和堆芯中含有较少对中子有害的结构材料也减少了中子的损失。高中子经济性意味着裂变所产生的中子浪费较少，大多数用于引发新的裂变或者转换产生新的易裂变核，从而可提高核燃料的利用率。这个优点使重水堆成为惟一可以利用天然铀作燃料的商用核电反应堆。除了天然铀以外，重水堆也可以高效利用其他多种核燃料，包括低浓铀、铀钚混合燃料、压水堆乏燃料、铀或钚驱动的钍燃料等。另外，由于特殊的堆芯结构和反应堆物理特点，CANDU堆在发电的同时还可以用来生产用途广泛的钴60等同位素。 除了反应堆本体之外，重水堆核电站与压水堆核电站很相似，所以，多年来在发展压水堆核电站过程中所建立起来的技术基础和制造能力，同样可以用于发展重水堆核电站。而且，重水堆避免了制造技术较复杂的庞大压力容器，代之以制造相对容易的压力管。 为了满足未来电力市场的需要，融合轻水堆和重水堆优点的新一代核电反应堆设计已经出现。比如，加拿大原子能公司将在2005年底推向市场的先进设计ACR，可望在单位造价上比目前这一代设计降低40以上，建造时间可以减少到36个月。该设计一方面保留了重水慢化堆的传统特点和优势；另一方面像轻水堆一样采用低浓铀燃料和轻水冷却剂。通过堆芯设计的重新优化，不仅可显著改善安全特性和缩小堆芯尺寸，同时为相关系统的简化或优化创造了条件。为了实现核能的进一步发展，当前世界许多国家的核科学家正在研究与发展先进的核反应堆，进一步提高反应堆的安全性和经济性。我国“863”计划正在研发两种先进反应堆。一种是由清华大学核能技术设计研究院承担的10兆瓦高温气冷实验堆。高温气冷堆具有安全性好（不会对厂外公众造成危害）、发电效率高（蒸汽发电效率3840，氦气透平发电4547）、用途广（可进行煤的气化和液化、制氢等）的优点。该反应堆已于2003年1月29日达到满功率并网发电。另一种是由中国原子能科学研究院承担的中国实验快堆。快中子反应堆的主要优点是可大大提高铀资源的利用率，从目前轻水堆的1左右提高到6070。该反应堆正在建造，其主厂房已于2002年8月15日封顶。如果说20世纪核能的出现和发展是核能的第一个春天，那么现在核能正处于向第二个春天过渡的蓄势待发时期。让我们努力迎接核能新的春天的到来。第二节 我国的核能应用现代电力工业的发展状况是一个国家是否发达的重要标志之一，而核电技术的发展程度则在一定意义上反映了该国高新技术水平的高低。 核电站就是用反应堆将核燃料裂变产生的能量转变为电能的发电厂。核电站由核岛（主要包括反应堆、蒸汽发生器）、常规岛（主要包括汽轮机、发电机）和配套设施组成。核电站与一般电厂的区别主要在于核岛部分。 核电之所以能成为重要的能源支柱之一，是由它的安全性、运行稳定、寿期长和对环境的影响小等优点所决定的。大部分核电发达国家的核能发电比常规能源发电更为经济。核电在我国也具有较强的潜在经济竞争力，目前，它的经济性已可以与引进的脱硫煤电厂相比较。 据科学家分析，我国煤电燃料链温室气体的排放系数约为1302.3等效CO2克千瓦小时，水电燃料链为107.6等效CO2克千瓦小时。核电站自身不排放温室气体，考虑到它在建造和运行中所用的材料，其燃料链温室气体的排放系数约为13.7等效CO2克千瓦时。可见，核电站向环境释放的温室气体，只是同等规模煤电厂的1。各种能源向环境释放的放射性物质也相差很大。科学家调查证实，从对公众和工作人员产生的辐射照射看，煤电燃料链分别是核电燃料链的50倍和10倍。我国在1971年开始进行艘核核电站的研究和设计。经过几十年的努力，我国迄今已经建成核电机组8套，还有3套正在建设之中，到2005年将全部建成，届时我国的核电装机容量将达到870万千瓦。从我国的第一套核电机组秦山30万千瓦核电机组并网发电以来，到目前为止，我国核发电总量已超过为1500亿千瓦小时。 秦山核电站是我国大陆第一座核电站。它是我国自行设计建造的30万千瓦原型压水堆核电站，于1985年开工建设，1991年12月15日首次并网发电，1994年投入商业运行，已有10多年安全运行的良好业绩，被誉为“国之光荣”。 我国自行设计、建造的秦山二期核电站，装有两台60万千瓦压水堆核电机组，于1996年6月2日开工建设。1号机组于2002年2月6日实现首次并网，2002年4月15日提前47天投入商业运行。它的建成为我国核电自主化事业的进一步发展奠定了坚实的基础。 秦山三期核电站是中国和加拿大合作建造的我国第一座重水堆核电站，装有两台72.8万千瓦核电机组。它于1998年6月8日开工建设。1号机组于2002年11月19日实现首次并网，2002年12月31日提前43天投入商业运行。2号机组也于今年6月12日提前91天并网发电。 田湾核电站是从俄罗斯引进的2100万千瓦压水堆核电站，位于江苏省连云港市。核电站采用了全数字化仪控系统和双层安全壳，进一步提高了安全性能。它于1999年10月20日开工建设，两套机组预计分别在2004年和2005年投入商业运行。 位于我国广东省深圳的大亚湾核电站，是我国引进国外资金、设备和技术的第一座大型商用核电站，也是我国改革开放以来最大的中外合资项目。它装有两台单机容量为98.4万千瓦的压水堆核电机组。两套机组分别在1994年2月和5月投入商业运行，每年的发电量超过100亿千瓦小时。20年合营期内上网电量的70送往香港。自1994年投产以来到2003年5月，已向广东和香港两个电网输送1173亿千瓦小时电量，其中向香港输送785亿千瓦小时的电量。“九五”期间投资规模最大的能源项目之一位于深圳的岭澳核电站，装有两台单机容量为99万千瓦的压水堆核电机组，分别提前48天、66天投入商业运行。该电站于2003年1月全面建成投入商业运行。1号机组第一个燃料循环就创造了连续安全运行332天的优异成绩。 我国向巴基斯坦出口了一座核电站，功率为30万千瓦，于2000年6月投入运行，目前运行情况良好。 2000年10月，党的十五届五中全会第一次在党的文献中提出适度发展核电的方针。由于我国国民经济发展的需要和核电的巨大优越性，国家有关部门规划到2020年将建成核电总装机容量3200万千瓦，从而容量占全国电力总装机容量的比例由2000年的1上升到4左右。“十五”期间，我国将启动百万千瓦级压水堆核电站国产化依托项目。目前，正在浙江、广东、山东等地进行核电建设的前期准备工作。 今后核电还要向更高层次的快中子增殖堆、高温气冷堆和聚变堆迈进。核电的发展必将为中国人民做出新的、更大的贡献。第三节 有关核能的国际法律问题每当人们谈起核能和它给人类带来好处，总会想到核武器扩散和核战争。这种心理是可以理解的，因为人们很难分清生产核武器所需的材料、知识和专门人才与核发电及核研究所需的有什么区别。因此，国际社会总是十分关心如何确保核能的和平利用和安全。过去，人们认为监管核能使用主要是各国主管部门的责任。现在已经认识到，核能的使用也可以影响别的国家。因此，国际社会也要承担核能监管工作的必要责任。国际原子能机构（International Atomic Energy Agency - IAEA）是一个同联合国建立关系，并由世界