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核科学概论论文中国核电发展 成都理工大学工程技术学校 专业：核工程与核技术 班级：核工四班 学号：201020401419 姓名：苏冠豪2012.5.17摘要：核能，即原子能，是指核反应时释放的能量。近半个多世纪以来，人类一方面发展核能，另一方面，到现在为止，没有任何国家找到安全、永久处理高放射性核废料的办法，核能的安全与否的问题长期以来争论纷纷。世界核能的发展面临的最大挑战公众接受性的问题。和其他技术相比，公众容易过高估汁了核能的风险。它源于公众对核能安全和废物处理的担心，但是不完全取决于技术因素。改善核能公众接受性的关键在于改变核能的风险特征。必须把核能安全的技术、管理和监督工作放到首位，在利用核能造福人类的同时，把其危害性降到最低。核电作为一种清洁能源，对于满足中国电力需求、优化能源结构、减少环境污染、促进经济能源可持续发展具有重要战略意义。这就要求制定核电发展长远规划，制定与采用核安全法规标准，理性看待核电技术，杜绝核风险决策机制以及安全监管制度上的缺失，保证天然铀可持续供应，妥善处理放射性废物，大力培养核能领域高级人才。关键词： 核能、安全、中国、核电、核能发展前言：中国长期以来，以煤炭为主的能源结构不仅已无法适应经济的快速发展，也造成了较严重的社会能源、环境问题。能源发面，煤炭可供人类使用的时间为二百至二百二十年，中国面临煤炭枯竭的严峻形势不言而喻；环境发面，燃用各种化石燃料将向大气中排放大量的温室气体二氧化碳，硫氧化物和氮氧化物等有害气体以及大量的烟尘，对环境造成极其严重的破坏。因此，中国有必要积极改善能源利用结构和实现能源的多元化供给。目前，由于有枯水期和丰水期的分别，造成水电电力不够稳定；而太阳能和风能在短期内又不可能在总电力装机容量中占有较大的份额。所以，核能是目前唯一达到工业应用、可以大规模替代化石燃料的能源。核能作为一种清洁的可再生资源在资源逐渐枯竭的当代越来越受到各国的重视。自核能利用以来，特别是三哩岛和切尔诺贝利核事故之后，各国和有关国际组织都十分重视核安全，而近日日本大地震造成的福岛第一核电站泄漏事故再次引起全球的集体关注，由此核安全的问题再次进入人们的视野。对于中国而言，我国政府和核安全管理当局制定了一系列有关核安全的政策、法规和规则。多年来，我国的核安全状况是良好的，为了保持良好的安全记录，不断提高我国的核安全管理水平，决不是驾轻就熟、轻车熟路不思改革就能奏效的，无论是监管者，还是实施者，都需不断提高认识，以新的理念与技术，实现新的管理。核安全涉及到各种学科，知识面很宽；核安全是全方位的，不能挂一漏万；保证安全性的要素是相互关联的，具有整体性和平衡性；一些核安全要求的提法较为原则，其真正内涵需要在实践中加以理解和不断从积累经验中来体会。为此，我们需要正确理解和把握核安全的本质要求。一、核能的概念核能（或称原子能）是通过转化其质量从原子核释放的能量，符合阿尔伯特爱因斯坦的方程E=mc2;，其中E=能量，m=质量，c=光速常量。核能通过三种核反应之一释放：1、核裂变，打开原子核的结合力。2、核聚变，原子的粒子熔合在一起。3、核衰变，自然的慢得多的裂变形式。人们利用核能的目的有两个方面，一种是将核能最为一种中子能，利用核裂变产生的大量中子以生产军用或民用的同位素，进行各项研究；另一种是将核能作为一种热源，利用核反应所释放的热量来供热、发电。按照传统的能源分类标准，核能长期以来都是以不可再生的一次能源的身份出现在能源领域。它作为能源的一种，其地位是随着科技的不断进步而确立起来的。在科技的发展过程中，核能也经历了由新能源到常规能源的变化过程。在核裂变技术被人类熟练的掌握之前，由于技术的限制，核能并没有被广泛开发利用，不能归入常规能源之列，甚至都不能称其为新能源。能源危机的出现使得人们将目光转向新能源的开发和利用，而核能也是在此时才作为新能源被各国采用，随着前苏联及美国在核技术上的发展，核能逐渐被世界各国广泛利用，并日益成熟，转向常规能源之列。核能作为能源的一种，其地位是随着科技的不断进步而确立起来的。在科技的发展过程中，核能也经历了由新能源到常规能源的变化过程。在核裂变技术被人类熟练的掌握之前，由于技术的限制，核能并没有被广泛开发利用，不能归入常规能源之列，甚至都不能称其为新能源。能源危机的出现使得人们将目光转向新能源的开发和利用，而核能也是在此时才作为新能源被各国采用，随着前苏联及美国在核技术上的发展，核能逐渐被世界各国广泛利用，并日益成熟，转向常规能源之列。二、核能的发展应用历史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 居里夫人与居里先生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。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。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。1986年4月26日，前苏联切尔诺贝利核电站发生爆炸，引发了全世界对核安全问题的高度关注。三 核能的安全虽然对核设施产生的辐射照射对工作人员和周围居民的健康影响还存在一些争论，但一般而言，核设施在正常运行工况下的环境安全性已被人们所广泛接受。事实上，像核电站这样的大型设施，在正常运行工况下对周围公众产生的辐射远远低于天然的辐射水平。在我国，要求核电站正常运行情况下对周围居民产生的年辐射剂量不得超过0.25mSv，而我国目前核电站实际产生的辐射剂量己远远低于这个限值。在世界范围内，天然的平均辐射水平为24mSv，我国为23mSv。科学已证明，核电对公众健康的影响远远小于人们日常生活中所遇到的许多健康风险，即使对核能持批评态度的CSU对核电风险的评价结果也是如果。核能系统事故条件下可能产生的辐射后果是影响核能公众接受性的一个关键因素。几十年运行经验表明，现有核电机组的设计与运行是足够安全的，核安全固然是公众关心的重大问题，但从技术上来说它已不是核电发展的主要障碍。目前全球核电对电力工业的贡献，一直维持在17%左右，它已经是一项成熟的技术，而不是实验室规模的研究课题，核电已经是一个工业行业。所以我们必须把核电作为一个行业，考虑它在市场竞争中的存活。在此条件下，核电的经济竞争力，已经上升为主要因素。为此，我们的核安全要求必须是适度的，它对社会产生的风险，以大大小于其它替代能源可能产生的社会风险、大大小于其它社会活动所产生的社会风险、大大小于因缺电所带来的社会总风险为限。总的来说，核能的基本安全还是有保证的。经过几代科学家的持续努力，核电站的安全性取得了重大进展。科学家早就将防止“燃料棒熔化”锁定为核电站安全的关键，并找到了目前看是较有效的应对方法。核能专家指出，从三哩岛、切尔诺贝利到福岛核电站事故，都是因为在需要冷却的时候不能冷却，导致燃料棒熔化造成核辐射。现在各国包括我国正在发展的第三代核电技术，则比较有效地解决了这个问题。虽然日本的核泄漏事故尚未对中国造成影响，但中国政府已经全面升级核安全措施，不仅对空气环境加强监测，对现有核电站进行安全排查，还透过媒体向民众公布核污染信息，有关核问题专家以及医卫专家给民众普及防辐射知识，力求以最充分的准备应对“最坏情况”。日本福岛核事故发生以后，我国国务院连发5条措辞严厉的规定：立即组织全面安全检查；加强正在运行核设施的安全管理；全面审查在建核电站。不符合安全标准的要立即停止建设；严格审批新上核电项目。抓紧编制核安全规划，调整完善核电发展中长期规划，核安全规划批准前，暂停审批核电项目包括开展前期工作的项目。国务院会议之后，环保部就立即开始行动，全面排查所有已经运营、在建和筹建的项目。四核能的公众接受性核能的公众接受性不仅与核能系统内在的安全特性有关，还取决于很多其他的因素，例如公众对核能风险的认识了解程度、个人对风险的控制能力、与核能相关的利益分配、以及媒体报道等等。就是说，核能的公众接受性不仅与核能系统的客观风险的大小有关，还与人们对其风险水平的主观判断和感知(称为主观风险或感知的风险)有关，而且在一定条件下后者会对公众接受性产生相当大的影响。如何有效地与公众进行沟通，使公众对核能的风险有一个切合实际的了解，从而改善核能的公众接受性，是世界各国政府与有关核能安全机构面临的一个重大挑战。德国核能的实施经验表明，投入必要的人力与物力资源切实做好公众的沟通工作是核能发展的客观需要，相反，如果在这个方面没有做好有关的工作，对核能发展将会产生不必要的负面影响，甚至会付出巨大的代价。在德国。关于公众对核能的认识存在这样一个笑话，当一名中学生被问及如何鉴别家里用的电是来自核电站还是燃煤电站时，他的回答是，核电站发的电对手产生的麻木感觉更强。无疑，媒体的报道对公众接受性有很大的影响。应当认识到，该报道本身的行业特点决定了媒体追求轰动效应的报道方式。在我国，虽然核能的发展还处在初期阶段，但关于核能安全性的争论也开始越来越引起人们的关注。在一些媒体报道中，对核能安全性的报道存在明显的偏差。例如，有的报道对切尔诺贝利事故导致的人员死亡数目进行了不切实际的夸大。在关于核能安全性的讨论中，如何与公众和媒体进行有效的沟通日益得到专家和国家有关部门的重视，有关机构在这个方面已经开始进行非常有意义的工作。五中国核能事业的发展1、发电原理核能发电的能量来自核反应堆中可裂变材料(核燃料)进行裂变反应所释放的裂变能。裂变反应指铀-235、钚-239、铀-233等重元素在中子作用下分裂为两个碎片，同时放出中子和大量能量的过程。反应中，可裂变物的原子核吸收一个中子后发生裂变并放出两三个中子。若这些中子除去消耗，至少有一个中子能引起另一个原子核裂变，使裂变自持地进行，则这种反应称为链式裂变反应。实现链式反应是核能发电的前提。2、核电简史 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。3.核电现状有消息显示，中国计划建造更多的核电厂，发展规模及速度将堪比美国20世纪70年代的核电发展高峰。部分参与中国核能计划人士的保守估计，从现在起到2020年，中国将兴建两座核反应堆。此外，根据预测，至2015年，中国的核电产出将达320亿千瓦；长期以来，中国核能事业实现着稳定、持续的发展。1991年12月，中国第一座自行设计自主建设的核电站秦山核电站并网发电成功，结束了中国无核电的历史。“九五”期间，中国开工建设的核电机组就有8套。2002年，秦山二期一号机组2月并网发电；广东岭澳核电站一号机组5月投入商业运行；秦山三期（重水堆）核电站一号机组也成功并网发电。这八套机组形成浙江秦山、广东大亚湾、江苏田湾三大核电基地。我国目已建成并投入使用的核电机组共13台，年发电量为610亿千瓦时。它们主要位于广东、浙江和江苏： 秦山核电站：位于浙江省海盐县，于1985年开始建设，1994年投入商业运作，目前拥有1台压水堆核电机组，年发电量35亿千瓦时。 秦山二期核电站：拥有2台机组，于2002年投入使用，设计寿命40年，总投资148亿人民币，年发电量80亿千瓦时。目前，二期工程正在进行3号、4号机组的建设。 秦山三期核电站：2台机组于2003年投入商业运作，属于重水堆核电站，年发电量110亿千瓦时，设计寿命40年。 大亚湾核电站：广东深圳的大亚湾核电站于1994年投入商业运作，是一座压水堆核电站，共拥有2台机组，年发电量为100亿千瓦时。 岭澳核电站：该核电站位于广东大亚湾西海岸大鹏半岛东南侧，于2003年投入商业运作，为压水堆核电站，拥有2台机组，年发电量为145亿千瓦时。 田湾核电站：位于江苏省连云港市田湾，拥有2台压水堆机组，于2007年投入商业运作，年发电量140亿千瓦时。健康发展的核能事业，是中国实施科教兴国战略和可持续发展战略的具体体现。核电是高科技产业，自主发展核电是一个国家综合实力的体现。核电要越来越安全，越来越经济，科学技术是保证。发展核电与实施可持续发展战略关系则更为密切，主要体现在保护环境和合理利用资源上。越来越多的研究和实践表明，核电是安全、清洁、经济的能源。发展核电对推进中国能源多元化，提高能源的安全性，改善能源结构，合理开发利用能源等方面扮演着重要的角色。六我国核能安全现状首先，中国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。根据我国核电中长期发展规划,到2020年，我国核电装机容量将达到4000万千瓦，占全部装机容量的4%。在十二五规划中，将建设28台核电机组。笔者认为，中国同时或者陆续建设这么多核电机组，我们必须十分重视建设质量，千万不能为了追求发展速度而降低了建设质量。因为核电一旦建成，将会长期运行，就会接受时间的考验，就将对我们的子孙后代产生影响，只有严把质量关，才不会给我们的子孙后代造成麻烦。其次，中国核电发展必须充分考虑环境变化的因素，考虑天灾的因素，确保安全。此次日本核泄漏，是由于特大地震引发的，其核泄漏的严重后果，需要时间的考验才能获得真实的评估。切尔诺贝利核泄漏的严重后果，在其发生后20多年间才逐渐地显现出来。因此，中国核电建设在设计的层面上，就应该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，才能确保千秋万代不出问题。即使是为此而付出经济成本，也应该在所不惜。其三，中国核电设施应该做好严格的监测和维护。福岛第一核电站这次发生事故，固然有特大地震引发的因素，也可能有老化运行的因素。今年2月7日，东京电力公司完成了对于福岛第一核电站1号机组的分析报告，报告称机组已经服役