化学与社会论文.doc

化学与社会核能与核电站方亮亮 财务0901 090790819化学与社会是一门基础的自然学科。在其发展过程中还与其它学科交叉形成多种边缘学科， 如环境化学、农业化学、医化学、药物化学、材料化学、计算化学等。现在随着社会的发展，化学科学也已经渗透到国民经济的切技术领域，它在为人类提供丰美的食品、丰富的能源、品种繁多的材料、治疗疾病的医药，以及保护人类的生存环境等方面起了巨大的作用。它已经是人类社会的构成部分了。本文将主要讲述核能与核电站的相关知识。核能的原理重核裂变重核裂变是指一个重原子核，分裂成两个或多个中等原子量的原子核，引起链式反应，从而释放出巨大的能量。例如，当用一个中子轰击U-235的原子核时，它就会分裂成两个质量较小的原子核，同时产生23个中子和、等射线，并释放出约200兆电子伏特的能量。 如果再有一个新产生的中子去轰击另一个铀-235原子核，便引起新的裂变，以此类推，裂变反应不断地持续下去，从而形成了裂变链式反应，与此同时，核能也连续不断地释放出来。 轻核聚变所谓轻核聚变是指在高温下(几百万度以上)两个质量较小的原子核结合成质量较大的新核并放出大量能量的过程，也称热核反应。它是取得核能的重要途径之一。由于原子核间有很强的静电排斥力，因此在一般的温度和压力下，很难发生聚变反应。而在太阳等恒星内部，压力和温度都极高，所以就使得轻核有了足够的动能克服静电斥力而发生持续的聚变。自持的核聚变反应必须在极高的压力和温度下进行，故称为热核聚变反应。 氢弹是利用氘、氚原子核的聚变反应瞬间释放巨大能量这一原理制成的，但它释放能量有着不可控性，所以有时造成了极大的杀伤破坏作用。目前正在研制的受控热核聚变反应装置也是应用了轻核聚变原理，由于这种热核反应是人工控制的，因此可用作能源。核电站工作原理发电原理核电站是怎样发电的呢？简而言之，它是以核反应堆来代替火电站的锅炉，以核燃料在核反应堆中发生特殊形式的“燃烧”产生热量，来加热水使之变成蒸汽。使核能转变成热能。蒸汽通过管路进入汽轮机，推动汽轮发电机发电，使机械能转变成电能。一般说来，核电站的汽轮发电机及电器设备与普通火电站大同小异，其奥妙主要在于核反应堆。 核反应堆核反应堆，又称为原子反应堆或反应堆，是装配了核燃料以实现大规模可控制裂变链式反应的装置。 原子由原子核与核外电子组成。原子核由质子与中子组成。当铀235的原子核受到外来中子轰击时，一个原子核会吸收一个中子分裂成两个质量较小的原子核，同时放出23个中子。这裂变产生的中子又去轰击另外的铀235原子核，引起新的裂变。如此持续进行就是裂变的链式反应。链式反应产生大量热能。用循环水(或其他物质)带走热量才能避免反应堆因过热烧毁。导出的热量可以使水变成水蒸气，推动气轮机发电。由此可知，核反应堆最基本的组成是裂变原子核+热载体。但是只有这两项是不能工作的。因为，高速中子会大量飞散，这就需要使中子减速增加与原子核碰撞的机会；核反应堆要依人的意愿决定工作状态，这就要有控制设施；铀及裂变产物都有强放射性，会对人造成伤害，因此必须有可靠的防护措施。综上所述，核反应堆的合理结构应该是：核燃料+慢化剂+热载体+控制设施+防护装置。建造原则安全第一原则为了保护核电站工作人员和核电站周围居民的健康，核电站必须始终坚持“质量第一，安全第一”的原则。 核电站的设计、建造和运行均采用纵深防御的原则，从设备、措施上提供多等级的重迭保护，以确保核电站对功率能有效控制，对燃料组件能充分冷却，对放射性物质不发生泄漏万一发生了核外泄事故，应启动应急计划。应急计划的内容主要包括：疏散人员，封闭核污染区（核反应堆及核电站），清除核污染，以保证人身安全和环境清洁。 按照纵深防御的原则，在核燃料和环境外部空气之间设置了四道屏障。即第一道屏障：燃料芯块核然料放在氧化铀陶瓷芯块中，并使得大部分裂变产物和气体产物9s%以上保存在芯块内。第二道屏障：嫌料包壳，燃料芯块密封在铅合金制造的包壳中构成核燃料芯棒错合金，具有足够的强度且在高温下不与水发生反应。第三道屏障：压力管道和容器冷却剂系统将核燃料芯棒封闭在20cm以上的钢质耐高压系统中避免放射性物质泄漏到反应堆厂房内。第四道屏障：反应堆安全壳用预应力钢筋混凝土构筑壁厚近100cm，内表面加有6mm的钢衬，可以抗御来自内部或外界的飞出物，防止放射性物质进入环境。 史上严重的核电站泄漏事故切尔诺贝利核电站泄露1986年4月26日凌晨1时23分，切尔诺贝利核电站4号反应堆发生爆炸。8吨多强辐射物质混合着炙热的石墨残片和核燃料碎片喷涌而出。据估算，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。数十万当地居民被紧急疏散，人们以为很快就可以回到这世世代代居住的故乡，岂料，这一走就是20年，甚至是永远。黑色创伤死亡人数可能达9.3万核泄漏过程持续了10天，核反应堆泄漏出的大量锶、铯、钚等放射性物质散到乌克兰、白俄罗斯、俄罗斯以及其他欧洲国家。事故发生20天后，核反应堆中心的温度仍然高达摄氏270度。6个月后，28人因为受到核辐射死去。20年来，死亡的人数和其他受害者人数，一直没有统一说法。联合国去年9月发表的报告说，截至2005年，“直接”因核辐射死亡的人数将近50人。报告还预计，大约还有9000人“可能”死于与放射有关的疾病。但这一数据遭到多个组织的强烈质疑。“绿色和平”组织本月18日说，20年前的苏联切尔诺贝利核电站事故造成致癌死亡人数10倍于联合国作出的官方估计，全球共有20亿人口受切尔诺贝利事故影响，27万人因此患上癌症，其中致死9.3万人。黑色现场“死亡之城”30公里宽自1986年切尔诺贝利核事故发生后，离核电站30公里以内的地区被辟为隔离区，很多人称这一区域为“死亡区”。20年了，这里仍被严格限制进入，欲进入隔离区的人必须具备合法手续和有效证件。所有从隔离区出来的人，还必须在专门仪器上接受检查。到了夜晚，所有的房屋都黑漆漆的，夜风吹过无窗无门空洞洞的房屋，发出呜呜的哀号，街道上多年没有出现过人影，只是偶尔会有野狼或者野狗嗖地穿过。这里早已成为一座“死亡之城”，只有每晚仍会忠实站岗的街灯带来一点温暖，昏黄的灯光静谧的街道，诉说着幽幽的故事。黑色未来完全消除影响需800年切尔诺贝利最后一个反应堆已于2000年12月15日正式关闭。据专家估计，完全消除这场浩劫的影响最少需要800年！乌克兰共有250万人因切尔诺贝利核事故而身患各种疾病，迄今已在核泄漏事故的善后事务上花费了150亿美元，预计到2015年，还将耗资1700亿美元。核事故所泄漏的放射性粉尘有70%飘落在白俄罗斯境内，200万白俄罗斯人不得不生活在核污染区，直接经济损失在2350亿美元以上。日本福岛核电站泄露事故背景2011年3月11日下午，日本东部海域发生里氏9.0级大地震，并引发海啸。位于日本本州岛东部沿海的福岛第一核电站停堆，且若干机组发生失去冷却事故，3月12日下午，一号机组发生爆炸。3月14日，三号机组发生两次爆炸。日本经济产业省原子能安全保安院承认有放射性物质泄漏到大气中，方圆若干公里内的居民被紧急疏散（疏散范围一直在扩大）。日本福岛核电站概况日本福岛第一核电站（福島第一原子力発電所）位于福岛县双叶郡大熊町沿海。福岛第一核电有6台机组，1号机组439兆瓦，为BWR-3型机组，1970年下半年并网发电，1971年投入商业运行；2号至5号机组为BWR-4型，784兆瓦，1974-1978年投产；6号机组为BWR-5型，1067兆瓦，1979年投产。六台机组在同一厂址，全是沸水堆，均属于东京电力公司。事故教训1、关于采取何种措施的问题在整个过程中，操作员一直在采取比较保守的冷却方式。虽然有机会，但是直到爆炸发生也没有向堆芯内注入硼水。一方面是不希望反应堆就此报废，一方面是对反应堆的承受能力抱有侥幸心理。客观的说，操作人员在最大限度的保护反应堆，但是没有在最大限度上保护公众的安全。有人说这次事故是东京电力公司见利忘义的人祸，从这个角度讲，不无道理。2、关于退役年限的问题到今年3月26日，福岛第一核电站一号机组即将迎来他的商运40周年纪念日。按说，四十年也就意味着核电站的寿终正寝，但是东京电力公司考虑到经济利益，决定一号机组延寿二十年。而且讽刺的是，今年2月份，刚刚拿到了延寿批准。虽然事故发生在40年寿命之内，和延寿无关，但此次事故为正在延寿或即将延寿的核电站敲响了警钟。因为毕竟，由于设备老化问题，一号机组近几年事故不断。3、关于在役核电站冷却方式改进的问题目前在役二代核电站，包括在建的三代EPR和已经