核電

核電

利用原子核内部蘊藏的能量産生的電能
利用原子核内部蘊藏的能量産生電能稱為核電。自1951年12月美國實驗增殖堆1号(EBR-1)首次利用核能發電以來,世界核電至今已有50多年的發展曆史。截止到2005年年底,全世界核電運行機組共有440多台,其發電量約占世界發電總量的16%。
    中文名:核電 外文名:Nuclear Power 别名: 誕生時間:1951年

核電基本知識

什麼是核能n

重原子核的分裂和輕原子核的融合都能放出能量,分别稱為核裂變能和核聚變能,簡稱核能。我們現在提到的核能通常是指核裂變能,核聚變能的商用技術還不成熟,處于研究階段。n

本書内提到的核能是指核裂變能。前面提到核電廠的燃料是鈾。鈾是一種重金屬元素,天然鈾由三種同位素組成:n

鈾-235含量0.71%n

鈾-238含量99.28%n

鈾-234含量0.0058%n

鈾-235是自然界存在的易于發生裂變的唯一核素。n

當一個中子轟擊鈾-235原子核時,這個原子核能分裂成兩個較輕的原子核,同時産生2到3個中了和射線,并放出能量。如果新産生的中子又打中另一個鈾-235原子核,硬引起新的裂變。在鍊式反應中,能量會源源不斷地釋放出來。n

鈾-235裂變放出多少能量呢?請記住一個數字,即1千克鈾-235全部裂變放出的能量相當于2700噸标準煤燃燒放出的能量。

發展前景

全球能源十分缺乏,為了響應節能、環保、減排,世界各國在大力加速發展核電能源,中國也将大力發展清潔電源,其中核電是全國今後電源結構調整的主攻方向,投資規模将大大超過常規電廠。國家對核電發展的戰略由“适度發展”到“積極發展”。在這樣的背景下,中國的核電能源将獲得很好的發展機遇。

《中國核電設備行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告前瞻》調查數據顯示,2010年,中國核電裝機容量突破1000萬千瓦,達1082萬千瓦,在建規模達26台2914萬千瓦。

我國規劃2020年核電在發電總量中占比達到5%。完成這一指标保守估計屆時核電裝機容量至少達到7000萬千瓦,如能源需求總量再高一點,則核電裝機容量需要達到8000萬千瓦。

在核電發展的問題上,應該充分利用非政府組織與意見領袖在政府與公衆之間的橋梁作用,來加強政府與公衆的溝通與交流,促使政府與公衆在中國發展核電的問題上早日達成共識。地方政府與業界是項目的主要推動者,也是具體執行者,在項目具體選址、操作、宣傳等多方面都應引起更多的重視,要把得到公衆的首肯放在第一位。核電的每一個項目的成敗都關系到整個行業的發展,絕不能為了追求短期利益而忽視對整個行業産生的長期負面影響。

發展回顧與未來規劃

核電閥門就是核電站當中面廣而量大的一種水壓設備,它負責連接核電站大約三百餘個子系統,它是确保核電站能否安全運行的重要附件。我國自上世紀五十年代就開始應用與研究核動力這項新型技術,秦山核電站是我國首次自行設計研發和建造的第一座壓水堆核電站,在一期工程的時候,其額定發電功率就達30萬千瓦。

就全國而言,迄今為止已經建成多座核電站,且正在建設的項目也在不斷增加,已完成的就包括大亞灣、秦山二期和三期、田灣、嶺澳等大型核電站,還有像福建甯德核電站、遼甯紅沿河核電廠等多個正在建設和規劃當中的核電站。據相關數據表明,目前國内已投入運行的核電站當中,其總裝機容量已高達1080萬千瓦。

在2002年,我國泰山核電站的二期工程1号機組在2月實現并網發電,嶺澳核電站的1号機組也在5月投入商業運營。此後,與加拿大政府合作的秦山核電站三期工程也于2003年完工,并于2004年的5月3日實現發電。

當前,我國總計投入運營的核電站總裝機容量已超過1000萬千瓦,其中單就秦山核電站而言,就已高達300萬千瓦,與江蘇田灣、廣東大亞灣形成了我國的三大核電基地。此外,還計劃修建的核電站所占比例也相當大。

預計到2020年,我國的核電裝機容量将高達4000萬千瓦的已建成的機組以及1800萬千瓦的建設機組。就當前情況來看,我國的核電當中的核電閥門,除了泰山核電站一二期采用的是部分國産的核電閥門之外,其它常規島和核島幾乎全部采用的是進口閥門,這種情況從2020規劃核電站發展規劃來說,既是發展的機遇所在,同時也是對當前核電閥門的考驗。

2015年7月28日,内陸核電建設調研已接近完成,調研結果中沒有企業反對,專家也極少反對,目前調研結果将呈報中央等待最後決定。

其他知識

核反應堆原理

目前核電站使用的燃料是鈾或钚。要想使這些核燃料釋放出能量,需要用中子轟擊核燃料的原子核,使之産生核裂變。在發生核裂變的時候,原子核會釋放出巨大的能量,同時也釋放出中子,而這些中子又會引起新的核燃料原子核發生裂變并釋放出中子,從而形成所謂的鍊式裂變反應。核反應堆就是利用這種鍊式裂變反應,以受控的方式将核燃料原子核中的能量釋放出來并加以利用(例如發電)的裝置。

什麼是核電站

火力發電站利用煤和石油發電,水力發電站利用水力發電,而核電站是利用原子核内部蘊藏的能量産生電能的新型發電站核電站大體可分為兩部分:一部分是利用核能生産蒸汽的核島、包括反應堆裝置和一回路系統;另一部分是利用蒸汽發電的常規島,包括汽輪發電機系統。

核電站用的燃料是鈾。鈾是一種很重的金屬。用鈾制成的核燃料在一種叫“反應堆”的設備内發生裂變而産生大量熱能,再用處于高壓力下的水把熱能帶出,在蒸汽發生器内産生蒸汽,蒸汽推動氣輪機帶着發電機一起旋轉,電就源源不斷地産生出來,并通過電網送到四面八方。這就是最普通的壓水反應堆核電站的工作原理。

在發達國家,核電已有幾十年的發展曆史,核電已成為一種成熟的能源。我國的核工業已也已有40多年發展曆史,建立了從地質勘察、采礦到元件加工、後處理等相當完整的核燃料循環體系,已建成多種類型的核反應堆并有多年的安全管理和運行經驗,擁有一支專業齊全、技術過硬的隊伍。核電站的建設和運行是一項複雜的技術。我國目前已經能夠設計、建造和運行自己的核電站。秦山核電站就是由我國自己研究設計建造的。

什麼是核電廠

電是電廠生産出來的。我們知道有燒煤或石油的火力發電廠,有靠水力發電的水電站,還有一些靠風力、太陽能、地熱、潮汐能、波浪能、沼氣生産電力的小型或實驗性發電裝置。核電廠就是一種靠原子核内蘊藏的能量,大規模生産電力的新型發電廠。

核電廠用的燃料是鈾。鈾是一種很重的金屬。用鈾制成的核燃料在一種叫做“反應堆”的設備内發生裂變而産生大量熱能,再用處于高壓力下的水把熱能帶出,在蒸汽發生器内産生出來,并通過電網送到四面八方。這就是最普通的壓水反應堆核電廠的工作原理。

什麼是放射性

約在100年前,科學家發現某些物質能放出三種射線:α(阿爾法)射線、β(貝塔)射線,γ(伽瑪)射線。

以後的研究證明:α射線是α粒子(氦原子核)流,β射線是β粒子(電子)流,統稱粒子輻射。類似的還有中了射線、宇宙射線等。γ射線是波長很短的電磁波,稱為電磁輻射。類似的還有X射線等。

這些射線的共同特點是:

1、有一定穿透物質的能力;

2、人的五官不能感知,但能使照相底片感光;

3、照射到某些特殊物質上能發出可見的熒光;

4、通過物質時有産生電離作用。

射線主要通過電離作用對生物體産生一定的影響。

射線并不可怕,我們吃的食物、住的房屋,甚至我們的身體内都有能放出射線的物質。我們戴夜光表、作X光檢查、乘飛機、吸煙都會接受一定的輻射劑量。但是,過高的輻射劑量會引起有害健康的效應。

兩個關于放射性的計量單位

什麼是反應堆

核反應堆是一個能維持和控制核裂變鍊式反應,從而實現核能熱能轉換的裝置。

核電廠用的壓水反應堆有一個厚厚的鋼質賀筒形外殼,腰部有幾個進水品和出水口,稱為壓力容器,900兆瓦的壓水堆,其壓力容器高12米,直徑3.9米,壁厚約0.2米。

壓力容器内是堆芯,堆芯由燃料組件和控制棒組件等組成。水在它們的間隙中流過。水在此起兩個作用,一是降低中子的速度使之易于被鈾-235核吸收,二是帶出熱量。900兆瓦的壓水堆一般裝有157個燃料組件,約含80噸二氧化鈾。

壓力容器頂裝有控制棒驅動機構,通過改變控制棒的位置來實現開堆、停堆(包括緊急停堆)和調節功率的大小。

什麼叫做核事故

一般來說,在核設施(例如核電廠)内發生了意外情況,造成放射性物質外洩,緻使工作人員和公衆受超過或相當于規定限值的照射,則稱為核事故。顯然,核事故的嚴重程度可以有一個很大的範圍,為了有一個統一的認識标準,國際上把核設施内發生的有安全意義的事件分為七個等級。隻有4-7級才稱為“事故”。5級以上的事故需要實施場外應急計劃,這種事故世界上共發生過三次,即蘇聯切爾諾貝利事故、英國溫茨凱爾事故和美國三裡島事故。

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