我国应大力发展核电

核与辐射热点问题分析我国应大力发展核电姓 名 学 院 专业班级学 号任课老师我国应大力发展核电一、背景介绍 核能（或称原子能）是通过转化其质量从原子源释放的能量。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。核能产生巨大能量，而核能发电是核能利用的重要表现。核能发电是一种利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式。它与火力发电极其相似。只是以核反应堆及蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉，以核裂变能代替矿物燃料的化学能。除沸水堆外，其他类型的动力堆都是一回路的冷却剂通过堆心加热，在蒸汽发生器中将热量传给二回路或三回路的水，然后形成蒸汽推动汽轮发电机。沸水堆则是一回路的冷却剂通过堆心加热变成70个大气压左右的过饱和蒸汽，经汽水分离并干燥后直接推动汽轮发电机。 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，利用产生的水蒸气推动蒸汽轮机并带动发电机。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%，其馀皆为无法产生核分裂的铀238。举例而言，核电厂每年要用掉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20万桶家用瓦斯。换算起来，刚好接近全台湾692万户的瓦斯用量。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。核电站的开发与建设开始于20世纪50年代。1954年前苏联建成发电功率为5兆瓦的实验性核电站；1957年，美国建成发电功率为9万千瓦的Ship Ping Port原型核电站。这些成就证明了利用核能发电的技术可行性。国际上把上述实验性的原型核电机组成为第一代核电机组。20世纪60年代后期，在实验性和原型核电机组基础上，陆续建成发电功率30万千瓦的压水堆、沸水堆、重水堆、石墨水冷堆等核电机组，他们在进一步证明核能发电技术可行性的同时，使核电的经济性也得以证明。目前，世界上商业运行的400多座核电机组绝大部分是在这一时期建成的，习惯上称为第二代核电机组。20世纪90年代，为了消除三里岛和切尔诺贝利核电站事故的负面影响，世纪核电业界集中力量对严重事故的预防和缓解进行了研究和攻关，美国和欧洲先后出台了先进轻水堆用户要求文件，即URD文件和欧洲用户对轻水堆核电站的要求，即EUR文件，进一步明确了预防与缓解严重事故，提高安全可靠性等方面的要求。国际上通常把满足URD文件或EUR文件的核电机组称为第三代核电机组。对第三代核电机组要求是能在2010年前进行商用建造。2000年1月，在美国能源部的倡议下，美国、英国、瑞士、南非、日本、法国、加拿大、巴西、韩国和阿根廷共10个有意发展核能的国家，联合组成了“第四代国际核能论坛”，与2001年7月签署了合约，约定共同合作研究开发第四代核能技术。二、核电的优点及缺点现如今，全世界几乎16%的电能是由441座核反应堆生产的，而其中有9个国家的40%多的能源生产来自核能。核电作为一种新兴电力，具有明显的优势：（一）、核电资源的蕴藏量非常丰富据初步统计，虽然全世界已探明可开发铀储量（1997年）只够使用几十年至近百年，但如果采用快中子增殖堆，通过燃料的转化、再生，则可再用2000多年，如果进一步实现受控聚变反应，并在海水中提取氘加以利用，则所获取的聚变能可供全世界享用百亿年以上，那时人类将不再为能源问题所困扰。（二）、核电是高能量、低燃料的电厂 1KgU-235全部裂变释放的能量相当于2700吨标准煤燃烧产生的能量，这比任何一种化学反应所释放的能量都要大几百万倍；一顿海水中的氘聚变反应时释放的能量相当于250吨标准煤。一座1000MW的火电厂每天烧8000吨左右的标准煤，每年需吨煤，而同样规模的核电厂，每天只需2.86Kg 纯U-235；若用平均富集度为2.86%的铀燃料，则每年只需40吨左右就够了，由此可以大大缓解交通运输的矛盾。（三）、核电是一种非常清洁的能源 它不仅能长期稳定的供应能源，而且对保护环境、改善人类生存条件发挥重要作用。一座1000MW的火电厂，每年向大气排放几十万吨二氧化硫、烟尘和700多万吨的二氧化碳，以及几十吨的重金属和放射性同位素，给人类生存环境带来并造成了严重的污染，而每千瓦时的核发电量，从采矿直至完成，整个处理过程及排放的二氧化碳总和只有12克。因此，只有逐步以核电代替火电，才有可能从根本上解决环境问题，特别是“温室效应”问题。（四）、核电是一种安全的能源 由于核电是一种有很大潜在危险的能源，因此从它的发展初始阶段，就一直把安全性放在首要位置。为了防止放射性物质泄漏污染环境，核电厂一般都在放射性物质与环境之间设置三道屏障：第一道是燃料元件包壳，它能承受200个大气压，使放射性裂变产物被限制在包壳内；第二道屏障是反应堆压力壳及一回路耐压管道；第三道屏障是反应堆安全壳，将一回路系统及设备密封在里面，即使一回路系统及设备发生了严重的破裂事故，放射性物质也不会扩散到厂房以外。与此同时，核电厂中还专门设置了各种安全设施，以保证这些品站在最严重的假想事故下不被突破。截止1999年底，所有核电机组总计运行了9414堆年，值发生了两起核电厂严重事故，即1979年3月28日三里岛核电站（美国）事故和1986年4月26日凌晨的切尔诺贝利核电站（前苏联，今乌克兰）事故，属于事故概率最低的行业之一。另外还应该看到，这两起事故的发生都是可以避免的。也不是技术上不可克服的，事故发生的重要原因是人为失误造成的。然而，核电也有缺点，表现在以下几个方面：1、 核能电厂会产生高低阶放射性废料，或者是使用过之核燃料，虽然所占体积不大，但因具有放射线，故必须慎重处理，且需面对相当大的政治困扰；2、核能发电厂热效率较低，因而比一般化石燃料电厂排放更多废热到环境裏，故核能电厂的热污染较严重；3、 兴建核电厂较易引发政治歧见纷争；4、 核电厂的反应器内有大量的放射性物质，如果在事故中释放到外界环境，会对生态及民众造成伤害。由此看来，发展核电有利有弊，我们需要权衡利弊，做出正确的判断和选择。三、我国能源利用现状中国的能源蕴藏量位居世界前列，同时也是世界第二大能源生产国与消费国。中国远景一次能源资源总储量估计为4万亿吨标准煤。但是，人均能源资源占有量和消费量远低于世界平均水平。1990年,中国人均探明煤炭储量147吨，为世界平均数的41.4%；人均探明石油储量2.9吨，为世界平均数的11%；人均探明天然气为世界平均数的4%；探明可开发水能资源按人口平均也低于世界人均数。从人均能源消费看，1994年世界平均为1433千克油当量，发达国家为5066千克油当量，中国大约为670千克油当量。1997年中国人均拥有电力装机容量0.21千瓦、人均用电量900kWh，仅相当于世界平均水平的1/3。中国能源开发利用呈现出以下主要特点。一是能源以煤炭为主，可再生资源开发利用程度很低。中国探明的煤炭资源占煤炭、石油、天然气、水能和核能等一次能源总量的90%以上，煤炭在中国能源生产与消费中占支配地位。20世纪60年代以前中国煤炭的生产与消费占能源总量的90%以上，70年代占80%以上，80年代以来煤炭在能源生产与消费中的比例占75%左右，其他种类的能源增长速度较快，但仍处于附属地位。1995年，世界能源生产总量达到123万亿吨标准煤，固体、液体、气体、水电和核电的比重分别为28.3%、38.4%、23.5%和9.8%(刘洪，1999，12)。在世界能源由煤炭为主向油气为主的结构转变过程中，中国仍是世界上极少数几个能源以煤为主的国家之一。二是能源消费总量不断增长，能源利用效率较低。随着经济规模的不断扩大，中国的能源消费呈持续上升趋势。1957到1989年中国能源消费总量从9644万吨标准煤（SCE）增加到96934万吨，增加了9倍。1989到1999年，中国能源消费，从96394万吨标准煤增加到万吨，增长26%。受资金、技术、能源价格等因素的影响，中国能源利用效率比发达国家低很多。能源综合利用效率为32%，能源系统总效率为9.3%，只有发达国家的50%左右。1994年单位GNP能耗（吨标准煤/千美元）比较，中国分别是瑞士、意大利、日本、法国、德国、英国、美国、加拿大的14.4倍、11.3倍、10.6倍、8.8倍、8.3倍、7.2倍、4.6倍、4.2倍。 三是能源消费以国内供应为主，环境污染状况加剧，优质能源供应不足。中国经济发展主要建立在国产能源生产与供应基础之上，能源技术装备也主要依靠国内供应。90年代中期以前，中国能源供应的自给率达98%以上。随着能源消费量的持续上升，以煤炭为主的能源结构造成城市大气污染，过度消耗生物质能引起生态破坏，生态环境压力越来越大。世界银行认为，中国空气和水污染所造成的经济损失，大体占国内生产总值的3%至8%。中国有的学者甚至认为中国环境破坏经济损失占到国民生产总值的10%。中国能源结构以煤炭为主体，清洁优质能源的比重偏低。 煤炭资源发电不仅浪费资源，污染环境，还带来了巨大经济损失，寻求清洁优质能源刻不容缓。四、中国的核电发展现状及前景中国目前的火力发电量占总发电量的近80%，比五年前增长了一倍，年耗煤亿吨，是澳大利亚的七倍。中国“中长期能源发展规划” 中明确指出，中国计划在未来巧年内将核电发电量增加四倍以上，到2020年使核电装机容量达到万千瓦。这意味将增建约座核电站，以满足对能源的巨大需求。中国投资者正在积极寻找海外铀项目的合作机会。而中国目光正投向澳大利亚铀矿勘采商。澳大利亚拥有世界最丰富的铀矿资源，占全球铀矿储量的40%。中国铀矿买家表示有意通过寻找南澳的小型勘采商来购买铀矿。据澳方透露， 协议签订后， 澳大利亚每年出口到中国的铀矿可达两万吨。我国核电经过20多年的发展，取得了显著成绩。核电设计、建设和运营水平明显提高，核电工业基础已初步形成。来自国务院发展研究中心的报告显示，截至到2004年9月，我国共有9台核电机组投入运行，装机容量达到700 万kW。2003 年底，我国核电装机容量和核发电总量，分别占我国电力总装机容量和发电量的1.7%和2.3%。目前，中国已具有自主设计建造65万kW和100万kW核电站能力。2006年发电总量226.8亿kWh ，形成了以浙江秦山、广东大亚湾和江苏田湾为主的三个核电基地。秦山二期核电站3和4号机组作为“十一五”期间首个开工的核电项目正在顺利推进；田湾核电站2号机组已并网发电；三门核电项目也已完成前期各项准备工作。核能是我国未来能源结构中不可替代的重要组成部分，加速和积极发展核电是十分必要的。图一 我国核电厂分布图五、结论 从我国实际的现有状况考虑，我国能源结构不合理，且存在能源需求与人均能源资源不足的矛盾；从国家安全和经济可持续发展的角度考虑，发展核电有助于减轻我国在环境保护方面的压力，有助于提高