核能及其应用前景
核能及其应用前景
核能又称原子能，是原子核中的核子重新分配时释放出来的能量．核能分为三类：（1）裂变能．由重元素（如铀、钚等）原子核发生分裂时释放出的能量．（2）聚变能．由轻元素（如氘、氚）原子核发生聚合反应时释放出来的能量．（3）放射能．原子核衰变时释放出的能量．
本文试就核能及其军事应用、和平利用、核电的开发和利用、医学应用等方面作简单的回顾与展望．
一、核能的军事应用
核能的应用首先是在军事上，主要有原子弹、氢弹、中子弹等核武器．
人类利用核裂变能的关键技术是实现链式裂变反应．链式裂变反应指的是原子核的链续裂变过程．以铀235核裂变为例，当第一个铀核裂变时，同时放出2～3个中子，如果这些中子再引起铀核裂变，就可使裂变反应不断进行下去，这种反应就是链式裂变反应．它的发现使人们获得了实际利用原子能的可能性．原子弹原子弹就是设法使铀235的体积超过它的临界体积，只要有中子进入铀块，就会立即引起铀核的链式反应，在极短时间内，释放出大量的核能，发生猛烈爆炸．
氢弹氢弹则是利用原子弹爆炸产生的热核反应所需温度，使氘和氚发生聚变，从而引起新的爆炸．中子弹中子弹是以氘和氚进行热核反应为主要能量来源，以爆炸中产生大量的高能中子作为主要杀伤因素的一种小当量战术核武器．中子弹实际上是一种经过改进的加强辐射的小型氢弹，与氢弹不同的是它要求裂变初级的裂变当量不能大（一般为几百到上千吨TNT当量）．
自1945年世界上成功地进行了第一次核试验以来，由于核武器具有巨大的威力，得到了各国政府的高度重视，在国际政治、军事、外交等各方面起着极其重要的作用．
二、核能的和平利用
在人类企盼和平的呼声日益高涨的今天，核能的和平利用已成为当今世界核能应用的主题，几十年来，美国和前苏联等国家都在进行核能和平利用方面的探索．
1 工业应用
（1）大型挖掘工程，探索是否能利用核爆炸开凿运河和隧洞、河流改道、修筑水库等；（2）用于扑灭突发性的自然灾害，如利用核爆炸产生的压力封闭油气井喷；（3）刺激石油、天然气的生产；（4）建造地下存储库；（5）保护环境和排放废料；（6）利用核爆炸产生的地震波进行大范围的地质研究；（7）利用核能可以实现大规模的海水淡化．
2 科学研究
利用核爆炸产生的强中子流和高温高压条件进行科学研究（在常规条件下无法进行）．目前，已经进行过短寿命同位素的许多能级的中子截面测量，多重中子俘获后产生的超重元素的性质研究，特殊材料的高压状态方程测量等．
3 某些新设想
国内外学者还不断提出一些新设想，例如：（1）利用核爆炸发电；（2）用于拦截可能撞击地球的小行星；（3）在喜马拉雅山用核爆炸凿洞引水；（4）测量地面中子射线的数量可用于预报近期地震．和平利用核能的前景并不乐观，一方面由于公众对核放射性的恐惧心理，使工业上的应用难以实际推广，另一方面是军备控制，为防止有的国家可能利用和平核爆炸进行核武器试验，全面禁止核试验的条约中就把和平核爆炸也列为暂时禁止．
三、核电的开发和利用
和平利用核能的一个重要方面是用核能来发电，核电站就是利用核能发电的电站．核电站的核心是反应堆，它是根据原子核裂变反应的特点设计制造的控制链式反应的装置．在反应堆工作时，核燃料（如铀）发生裂变，释放出大量核能，大部分核能转化为水的内能，使水汽化以推动汽轮发电机发电，核电站消耗的燃料很少，一座100万千瓦的核电站每年只消耗30吨浓缩铀，而同样功率的火力发电站每年要消耗250万吨煤．
从1954年前苏联建成世界上第一座核电站以来，核电站在世界各地蓬勃发展．目前，核电已占全世
界发电总量的20%．根据预测，21世纪初将有58个国家和地区建造核电站，总数将达1000座左右，装机容量可达8亿千瓦左右，占世界发电总量的35%以上．核电必将成为新世纪最有希望的能源，而利用核聚变来获取能量必将是核电发展的希望所在．
现在世界上运行的核电站都是通过受控核裂变释放能量的，但核裂变使用的核燃料 铀的储量非常有限，开采成本高，同时也存在着临界事故和放射性物质泄漏等潜在问题．而核聚变使用的原料是氘和氚，反应后的生成物是惰性气体——氦，不存在任何临界事故和放射性物质泄漏，而且聚变能十分强大，它比裂变的能量更高．同时，聚变所用原料十分丰富，它是来自于海洋中的氘和氚，据估计，从地球海水中可提炼出45亿吨氘，用它可供人类使用10～15亿年，是我们取之不尽的源泉，并且聚变发电的污染很小，是一种十分理想的能源．一旦核聚变能转化为电能的难题得以解决，便可以一举改变当今世界能源紧张的局面．
目前，我国受控核聚变研究居世界先进水平，一些项目居世界领先地位．我国自行设计和研制的最大的受控核聚变实验装置“中国环流器一号”，已在四川省乐山地区建成，并于1984年9月顺利启动．1999年12月30日，中科院等离子体物理所承担的“九五”国家重大科学工程——大型全超导托卡马克核聚变实验装置HT 7U取得新突破，这标志着我国受控核聚变研究工作又上升到一个新台阶．我国核电工业经历了40多年的发展，建立了从地质勘查、采矿到原料加工、后期处理等相当完整的核燃料循环体系，已建成多种类型的核反应堆，并有多年安全管理和运行经验，拥有一支堪称专业齐全、技术过硬的核电队伍．目前，我国已经能够设计、建造和运行自己的核电站，我国自行设计建造的核电站——30万千瓦的秦山一期核电站已于1991年12月并网发电．第二座引进的90万千瓦（2套）大亚湾核电站也于1994年投入商业运行．位于江苏省连云港境内的连云港田湾核电站，是我国目前最大的核电建设项目，两套100万千瓦机组将于2004年和2005年建成投产．
我国地域辽阔，铀矿储量丰富，发展核电前景乐观．但由于我国资金有限，经济基础相对薄弱，核工业发展比起发达的美国、前苏联等国家相对落后，目前，核电总装机容量只有210万千瓦，仅为世界平均水平的1/3．为了尽快缩短与核发达国家的差距，我们应大力发展经济，提高综合国力，积极稳妥地发展核电工业，为我国核电工业的腾飞做出更大的贡献！
四、核医学及其应用
核能在医学上的应用前景广阔．核医学其实就是原子核医学的简称，又称为原子医学．它是应用放射性同位素及其射线来诊断、治疗和研究疾病的一门科学，属于综合性的边缘学科，与生物工程一样被医学界称为21世纪工程．至今全国已有800多家医院开展了核医学临床诊断和治疗．
在心血管领域，核素心肌显像不但可以无创伤地诊断冠心病，更是测定心肌梗死病人心肌细胞存活与否、决定病人是否进行血运重建术的重要依据．
利用X射线能透视人体的特性，人们制造了X光透视机．通过X光透视,医生不仅能看到人体内的各种器官,发现有无病变,还能够把人体内的器官拍成照片,只不过这些照片是人体器官的平面图．对此，医学科学家再一次利用了X射线对人体不同组织的穿透能力不同的特性，运用电子计算机来处理这种差别，制成了X射线电子计算机体层摄影仪，简称CT．CT是一种先进的检查诊断病人体内疾病的仪器，它能拍摄出人体内器官不同层次的透视图像，图像十分清晰，医生利用它去诊断疾病十分容易．目前，CT已经得到了广泛的应用，特别是在肿瘤疾病的诊断上．核医学技术在肿瘤定性、定位诊断上也极具优势．X刀是应用立体定位技术，在CT或MRI的引导下，通过精密的治疗计划和精确的定位，对病灶进行非共面多弧或适形多野立体定向照射，将大剂量高能射线聚焦于颅内或体内的某一靶区，使靶区的病灶组织受到高剂量照射而损伤，它已被广泛应用于肿瘤疾病的临床治疗上．
立体定向钴60放射外科系统（俗称伽玛刀）自1968年在瑞典诞生至今，临床应用已经有30多年的时间，治疗患者十余万．伽玛刀是用钴60放射源代替手术刀．放射线经准直器引导、准直、旋转，精确地聚焦在焦点——预选病灶处，通过连续的大剂量放射线照射，摧毁病灶组织，同时病灶周围的健康组织不受损害．
核医学历史不长，但发展迅速，目前已进入到器官细胞代谢分子型水平的研究，随着核医学技术的发
展，彻底消灭癌症和心脑血管疾病已经不是妄想．就目前来看，已经有少数核医学药物可以自动在体内寻找病变细胞，并对细胞进行扫描，同时杀灭病变细胞．如目前世界上最先进的核医学检测仪器“CT/PET”就可以精确扫描人体内是否有病变细胞，以及这些细胞的大小和位置．
据专家预测，随着与分子生物学技术的紧密结合，今后核医学除了在疾病的诊断、治疗、预后评估等方面进一步发挥作用外，还必将在人类脑部活动等生命科学领域的研究中发挥重要作用．
核能的利用与发展
核能的利用与前景 摘 要 本文简要介绍原子核的质量亏损和结合能、核子的平均结合能与规律等核能利用原理及核能发电、供热的应用，并对核能聚变前景进行展望。 关键词 核能 质量亏损 结合能 1、引言【1】 人类赖以生存的地球,正在超负荷运行。不仅人口在增长,而且社会发展对能源的需求正以惊人的速度增长。而靠大量燃烧石化燃料获得能源的同时,也给现代社会带来了许多难以解决的灾难性问题：能量资源短缺,森林植被遭破坏,大气、水系、土壤被污染,二氧化碳增多导致的温室效应使自然灾害增多等等。在保护和改善环境的前提下开发利用新兴能源,是人类生存和社会发展的必然趋势。20世纪30年代,随着对原子核研究的深入,人类发现了原子核内蕴藏着巨大的可开发的能量,并开始和平利用原子能的研究。经半个多世纪的努力,迄今世界上已有30多个国家建造核电站440多座,发电量占全球的18%。与火电相比,核电是廉价、洁净、安全的能源。随着将来受控热核聚变的成功,核能必然成为未来的能源支柱。 2、原理 2.1、原子核的质量亏损和结合能【1】 原子核都是由质子和中子组成的,质子和中子统称核子。实验数据发现任何一个原子核的质量总小于组成它的所有核子的质量和,也即核子在组成原子核的过程中,发生了质量亏损,其亏损等于核子结合为核时质量的减少,用△M 表示。 根据爱因斯坦质能方程2E mc =,可知自由核子在结合成原子核时要释放能量,这个能量称为原子核的结合能B 。2()p n B ZM NM M C =+-,其中M p 、M n 、M 分别为质子、中子、原子核的质量。 2.2、核子的平均结合能与规律【1】
质子和中子结合为原子核时放出 的总能量除以质量数A,称为核子的平 均结合能E 。其物理意义是自由核子结 合成原子核时平均每个核子释放的能 量;也可以理解为核分散成核子时,外 界必须对每个核子作功的平均值。E 的 大小可以表征原子核稳定的程 度。平均结合能越大，表示这些 原子核越稳定。核子数较小的轻 核与核子数较大的重核，平均结 合能都比较小，中等核子数的原 子核，平均结合能较大，表示这 些原子核较稳定。当平均结合能 较小的原子核转化成平均结合 能较大的原子核时，就可释放核 能。 图1中表示出各种不同核的平均结合能对质量数A 的分布曲线。从曲线图分析可知中等原子核的平均结合能较大,轻核和重核的平均结合能较小。这说明当一个重核分裂成两个中等质量的原子核时或者当两上很轻的核聚合成一个较重的核时,将有能量的释放,此能即为原子能,又称核能。重核的裂变和轻核的聚变是获取原子能的两条主要途径。 2.3、核裂变【2】 核裂变，又称核分裂，是指由重的原子（铀y óu 或钚b ù）分裂成较轻的原子的一种核反应形式。原子弹以及裂变核电站或是核能发电厂的能量来源都是核裂变。其中铀裂变在核电厂最常见，加 热后铀原子放出2到4个中子，中子再 去撞击其它原子，从而形成链式反应而 自发裂变。如图2所示。 2.2、核聚变【2】 核聚变是指由质量小的原子 （主要 图1：平均结合能图 图3 ：核聚变示意图 外来中子 铀-235 裂变 辐射 中子 链式裂变反应 图3：裂变反应示意图
核能利用与发展论文
核能利用与发展趋势 学校：东北农业大学 学院：工程学院 班级：机化1302 学号： 姓名：
核能利用与发展趋势 Unclear energy utilization and development trend 摘要核电是一种清洁、安全、技术成熟、供应能力强、能大规模应用的发电方式，目前，我国核电已由起步进入发展阶段，具有自主设计建造第一代核电的能力，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民与交通运输的矛盾，核能利用的发展前景将越来越广阔。 关键词核能利用前景核能发展核电 1.核电概述 核能的发展和利用是20世纪科技史上最杰出的成就之一。它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，该方程式表明，质量和能量是等价的，其比例常数为光速的平方。在核能的利用中，核电厂的发展是相当迅速的，己被公认为是一种经济、安全、可靠、干净的能源，核动力技术在多数发达国家得到了巨大发展，也在很多发展中国家获得了广泛的认可。根据能源需求和能源生产结构，我国政府己制定了积极发展核电的方针，建设了秦山和大亚湾两大核电基地，中国核电建设的安全策略取得了成功。 2.核能发电 核能是原子核结构发生变化是释放出来的能量。目前人类利用核能主要有三种——重元素的原子核发生裂变和轻元素的原子核发生聚合反映时释放出来的核能或是原子核自发射出某种粒子而变为另一种核的过程，它们分别为核裂变能、核聚变能和核衰变。核裂变能 核裂变，又称核分裂，是指由较重的原子，主要是指铀或钚，分裂成较轻的（原子序数较小的）原子的一种核反应形式。原子弹以及裂变核电站的能量来源都是核裂变。早期原子弹应用钚-239为原料制成。而铀-235裂变在核电厂最常见。 重核原子经中子撞击后，分裂成为两个较轻的原子，同时释放出数个中子。释放出的中子再去撞击其它的重核原子，从而形成链式反应而自发分裂。原子核裂变时除放出中子还会放出热，核电厂用以发电的能量即来源于此。 由于每次核裂变释放出的中子数量大于一个，因此若对链式反应不加以控制，同时发生的核裂变数目将在极短时间内以几何级数形式增长。若聚集在一起的重核原子足够
我国核能技术发展的主要方向
我国核能技术发展的主要方向 中国核电发展现状 我国核电在运核电厂已达到38台，总发电功率超过3 700万千瓦，在建 机组18台，总装机容量2 100万千瓦，到2020年我国在运核电厂预期将达到 5 800万千瓦，占世界第二位。 正如中国工程院、法国科学院及法国国家技术院给国际原子能机构的报告中所写：“就所有民用核能活动而言，可以认为法国和俄罗斯在当下全球领先。同时，中国在核电站建设方面正在取得重大突破，是未来潜在的领先国家之一。” 我国核电充分吸收了国际核电发展的经验和教训，并采用当前最先进的技术，遵循最高的安全标准，坚持自主创新，不断改进，并拥有技术先进、实力强大的装备行业，以支撑中国核电建设。可以说，中国核电具有“后发优势”。 我国最早引入和开发三代核电技术，遵循国际最高安全标准，完全满足美国“电力公司要求文件”（URD）和欧洲国家的“欧洲电力公司要求”（EUR），堆芯损坏概率（CDF）小于十万分之一，大量放射性释放概率（LRF）小于百万分之一。
我国率先在三门、海阳引进、建设首批4台AP1000先进压水堆核电厂，同时在台山建设2台EPR1700先进压水堆核电厂。我国自主研发的三代核电包括CAP1400和“华龙一号”，其中“华龙一号”正在福建福清、广西防城港和巴基斯坦卡拉奇顺利建设，并积极准备进入英国市场。 “华龙一号”是在我国具有成熟技术和规模化核电建设及运行的基础上，通过优化和改进，自主设计建设的三代压水堆核电机组。它满足先进压水堆核电厂的标准规范，其主要特点有：1）采用标准三环路设计，堆芯由177个燃料组件组成，降低堆芯比功率，满足热工安全余量大于15%的要求；2）采用能动加非能动的安全系统；3）采用双层安全壳，具有抗击大型商用飞机撞击的能力；4）设置严重事故缓解设施，包括增设稳压器卸压排放系统，非能动氢气复合装置，以及堆腔淹没系统，保持堆芯熔融物滞留在压力容器内；5）设置湿式（文丘里）过滤排放系统，以防止安全壳超压；6）设计基准地面水平加速度为0.3g；7）全数字化仪控系统。 2 持续提高核电的安全性 我国和国际上都在进行提高核电的安全性研究，主要有从设计上实际消除大规模放射性释放，保持安全壳完整性，严重事故预防和缓解（包括：严重事故管理导则，极端自然灾害预防管理导则），耐事故燃料（ATF）研究以及先进的废物处理和处置技术的开发和应用。 国际上安全监管机构都要求新建反应堆应满足下列安全目标： （1）必须实际消除出现堆芯熔化、导致早期或大量放射性泄露的事故；
核能技术应用及发展
核能技术应用及发展 核能是核裂变能的简称，是由于原子核内部结构发生变化而释放出的能量。核能的释放通常有两种形式，一种是重核的裂变，即一个重原子核(如铀、钚)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；另一种是轻核的聚变，即两个轻原子核(如氢的同位素氘)聚合成为一个较重的核，从而释放出巨大的能量。 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。 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。 与重核裂变相比，轻核聚变发电有着无可比拟的优点。 (1)能量巨大。核聚变比核裂变释放出更多的能量。例如，铀-235的裂变反应，将0．1％的物质变成了能量；而氘的聚变反应，将近0．4％的物质变成了能量。 (2)资源丰富。重核裂变使用的主要原料是铀，目前探明的储量仅够使用几十年；而轻核聚变使用的是海水中的氘，1升海水能提取30毫克氘，在聚变反应中能产生约等于300升汽油的能量，即“1升海水约等于300升汽油”，地球上海水中就有45万亿吨氘，足够人类使用数百亿年。而且地球上锂储量有2000多亿吨，锂可用来制造氚，足够人类在聚变能时代使用。因此受控核聚变的燃料取之不尽、用之不竭。 (3)成本低廉。1千克氘的价格只为1千克浓缩铀的1／40。 (4)安全、无污染核。聚变不产生放射性污染物，万一发生事故，反应堆会自动冷却而停止反应，不会发生爆炸。 但是，实现核聚变的条件十分苛刻，为了使2个原子核聚变，必须使两个原子核的一方或双方有足够的能量，去克服彼此之间的静电斥力，满足这样的条件需要几千万甚至几亿摄氏度的高温。 自20世纪70年代起，世界范围内掀起了托卡马克的研究热潮。目前，全世界有30多个国家及地区开展了核聚变研究，运行的托卡马克装置有几十个。 最近，由中国、美国、欧盟、日本、俄罗斯、韩国共同参与的国际热核反应堆合作计划(ITER)因其最终选址问题再次引起了人们的兴趣。这个被称为“人造太阳”的热核反应堆，不仅因为13万亿日元的巨大投资引人关注，更因为如能在未来50年内开发成功，将在很大程度上改变目前世界能源格局，使人类拥有取之不尽、用之不竭的理想的洁净能源。国际热核实验反应堆是继国际空间站之后最大的国际科学合作项目，我国也已正式加盟。根据计划，世界首座热核反应堆将于2006年开工，2013年前完工。这预示着在能源革命中占有重要地位的核聚变能开发和利用的曙光已出现，核能文明时代即将到来。 虽然目前化石燃料在能源消耗中所占的比重仍处于绝对优势，但此种能源不仅燃烧利用率低，而且污染环境，它燃烧所释放出来的二氧化碳等有害气体容易造成 "温室效应"，使地球气温逐年升高，造成气候异常，加速土地沙漠化过程，给社会经济的可持续发展带来严重影响。与火电厂相比，核电站是非常清洁的能源，不排放这些有害物质也不会造成"温室效应"，因此能大大改善环境质量，保护人类赖以生存的生态
马克思主义基本原理-核能对人类社会发展的影响
核能对人类社会发展的影响 刘xx （北京理工大学机械工程及自动化 xxxxx） 摘要核能是一种高效、清洁的能源。介绍了核能的发展历史以及产生的基本原理。核能在核电站、医疗、核动力装置、核武器的相关技术原理，还有核能在这四个方面对人类社会生产、生活、管理、建设的影响。 关键词核能核电站医疗核动力核武器 从古至今，人类都在消耗能源，各种各样的能源，最常见、使用最长久的就是化石燃料，包括木材、煤矿、石油等，到近代人类发现了中子撞击铀会产生巨大的能量，于是乎核能产生了。 1 核能产生原理 首先先介绍一下核能（Nuclear Energy）的概念，核能又称为原子能，是由组成原子核的粒子之间发生的反应，转化其质量从原子核中释放出的能量。 1905年，阿尔伯特·爱因斯坦提出狭义相对论，之后作为推论，又提出质能方程E=mc2，（其中E=能量，m=质量，c=光速常量）。 原子核是由中子和质子构成。每个中子和质子都有自己的质量。但一个原子核的质量不完全等于每一个中子和质子的质量和。这两者的质量差根据爱因斯坦的质能方程，可以算出由中子和质子形成原子核的过程中释放的能量。 当重原子裂变成两个或多个原子时，生成原子的结合能总和会大于原来重原子所具有的结合能，此间的差值便会以热能的形式释放出来，这便是核裂变反应。反之，当几个轻原子结合，合成原子的结合能大于原本所有原子结合能之和，这便是核聚变反应放出能量的来源。总的来说：核能是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。 原子能比化学反应中释放的热能要大将近5千万倍：铀核裂变的这种原子能释放形式约为200，000，000电子伏特，而碳的燃烧这种化学反应能量仅放出4．1电子伏特。 核能是人类历史上的一项伟大发现，但是由于其巨大的能量具有强大的应用潜力如果应用不当，落入反和平人士的手中，其高强度能量就有可能成为全人类的灾难。核能就像是一个天使与魔鬼的结合体，人类一直在寻找一种途径能够通过利用核能解决日益加剧的能源短缺问题，但是有震慑于它的可怕威力，稍不注意就会造成难以估量的损失（日本福田核电站事件）。 核能在社会发展（社会生产、管理、建设、生活）中发挥了巨大的作用。目前而言，核能的应用主要集中在核电站、医疗、小型核动力装置、核武器这四种形式。 2 核能发电
中国中小型核反应堆发展前景分析
自从上世纪50年代实现核能发电以来，为了实现并强化规模经济效应，核电反应堆功率已从60 兆瓦增至1600 兆瓦以上。同时，全球核工业也建造了数百座小型动力堆用作海军舰艇动力装置或中子源。现在，全球核工业再次掀起小型核电机组的开发热潮，这是因为大型堆的建造成本越来越高，另一方面也存在小型电网对小型机组的需求。 按照国际原子能机构（IAEA）的定义，小型堆功率为300 兆瓦以下，中型堆为300～700 兆瓦，目前统称为“小型和中型反应堆”，简称“中小型堆（SMR）”。中小型堆有时被混淆为小型模块堆，但SMR未必有模块结构。 一些现役小功率反应堆已经属于SMR的范畴，例如印度以加拿大技术为基础开发的220 兆瓦加压重水堆（PHWR）、中国在国内和为巴基斯坦建设的300～325兆瓦的压水堆（CNP300）、俄罗斯西伯利亚地区比利比诺（Bilibino）工厂正在运行的4台小型石墨慢化沸水堆（62 兆瓦）。此外，中国正准备开建200 兆瓦的高温气冷堆（HTR-PM）核电厂。 目前，多个国家正在开发各种新型SMR，其中许多是压水堆。例如美国西屋电气公司的IRIS设计、巴威公司的mPower设计、NuScale Power公司的NuScale 设计、霍尔台克公司的HI-SMUR140设计、法国国有船舶制造企业的Flexblue 设计、俄罗斯的浮动式核电厂设计、阿根廷INVAP公司的CAREM设计、韩国的SMART设计。此外，还有少数快堆设计，例如海博瑞恩（Hyperion）动力模块和行波堆（TWR）。 美国的SMR设计最多，但截至目前，尚没有一例向美国核管会（NRC）提交设计证书申请。NRC表示有望在2012年受理首例SMR设计证书申请。 中小型堆的优势 与大型反应堆相比，SMR具有独特的优势。 首先，相对于现场施工和组装而言，SMR的建造成本大幅下降。SMR开发者们指出，就分期建设一座包含多台小型机组的大功率电厂而言，小巧、简洁的模块式反应堆设计是最佳选择。由于这些模块可在工厂中批量生产，因此电厂建设成本下降，周期缩短。一般预计首批机组的施工周期在3年以内，后续机组缩短为仅2年。 其次，可采用多期单机组或多期双机组建设模式。在每种情形下，建设前期机组时均预留充分的物理分隔，以便能够在前期机组运行的同时建设后续机组。
核能开发利用及对环境的污染
核能的开发利用及对环境的污染 能源是人类社会和经济发展的保障性资源，同时能源问题也是世界性的问题。目前人类所使用的能源主要是化石能源，自19世纪70年年代产业革命以来，化石燃料的消费量急剧保持增长，90%以上的世界经济活动所需的能源都依靠化石能源提供，由于大量消耗，这类资源正趋于枯竭；同时化石燃料的大规模利用也带来了严重的环境污染，导致了温室效应和全球气候变暖等一系列环境问题。能源危机与环境危机日益紧迫，寻找新的清洁、安全、高效的能源是人类所面临的共同任务。 现代社会中，除了煤炭、石油、天然气、水力资源外，还有许多可利用的能源，如风能、太阳能、潮汐能、地热能等等，但是由于技术问题和开发成本等因素，这些能源很难在近期内实现大规模的工业生产和利用；而核能是一种经济、安全、可靠、清洁的能源，同各种化石能源相比起来，核能对环境和人类健康的危害更小，这些明显的优势使核能成为新世纪可以大规模使用的安全和经济的工业能源。从20世纪50年代以来，前苏联、美国、法国、德国、日本等发达国家建造了大量的核电站，由于核电具有巨大的发展潜能和广阔的利用前景，和平发展利用核能将成为未来较长一段时期内能源产业的发展方向。 一．核能发展的简单历程 人类对核能的现实利用始于战争。核能的战争用途在于通过原子弹的巨大威力损坏敌方人员和物资, 达到制胜或结束战争的目的, 目前人类对核能的开发利用主要是发展核电, 相对与其他能源, 核能具有明显的优势。核电站的开发与建设开始于20世纪50年代，1954年，前苏联建成电功率为5000kW 的实验性核电站；1957年，美国建成电功率为9万kW 的希平港原型核电站；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和原型核电机组称为第一代核电机组。 20世纪60年代后期以来，在试验性和原型核电机组基础上，陆续建成电功率在30万kW 以上的压水堆、沸水堆、重水堆等核电机组，它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：可与火电、水电相竞争。20世纪70年代，因石油涨价引发的能源危机促进了核电的发展，目前世界上商业运行的四百多座核电机组大部分是在这段时期建成的，称为第二代核电机组。 第三代核电设计开始于20世纪80年代，第三代核电站按照URD或EUR 文件或IAEA 推荐的新的安全法规设计，但其核电机组的能源转换系统（将核能转换为电能的系统）仍大量采用了第二代的成熟技术，预计一般能在2010年前进行商用建造。从核电发达国家的动向来看，第三代核电是当今国际上核电发展的主流。 与此同时，为了从更长远的核能的可持续性发展着想，以美国为首的一些工业发达国家已经联合起来组成“第四代国际核能论坛”（GIF），进行第四代核能利用系统的研究和开发。第四代是指安全性和经济性都更加优越，废物量极少，无需厂外应急，并具有防核扩散能力的核能利用系统，其目标是到2030 年后能进行商用建造。 二．核能的利用现状与核电的发展 1954年前苏联世界建成第一座发电功率为5000KW 的试验性核电站, 美国则在1957年12月建成了发电功率达90000KW的希平港压水堆核电站。20世纪60年代到70年代, 是世界各国经济快速发展时期, 电力需求也以十年翻一番的速度迅速增长, 此时, 核电的安全性和经济性得到验证, 相对于常规发电系统的优越性鲜明地显现出来, 给核电发展提供了一个广阔的市场。核电迅速实现了标准化、批量化的建设和发展。 国际原子能机构公布的一份报告显示, 立陶宛核能发电在全国发电总量中所占的比重接近80%, 这一比重在世界上是最高的。在世界主要工业大国中, 法国核电的比例高, 核电占国家总发电量的78%, 位居世界第二, 日本的核电比例为40%, 德国为33% , 韩国为30% , 美国为22% , 而我国仅为2%右, 发展空间很大。
什么是核能及核能的利用
什么是核能及核能的利用 关键字：核能利用、核能现状、核能发展、核能简介 引言 人类的一切活动都离不开能源，能源是发展工业、农业、国防、科学技术和提高人民生活水平的重要基础。1939 年原子核裂变的发现，开辟了核能利用的新时代.。特别是在能源结构从石油转入非油能源的新时期里，核能被认为是解决世界能源短缺的一种重要途径，可开发的核燃料资源所提供的裂变能、聚变能，可供人类大规模长时期的利用。核能具有独特的优越性，开发和利用新型的核能源是人类社会生存发展的必然趋势。近年来，大力发展核电是许多国家在研究本国能源现状和前景之后,所采取的一种比较普遍的基本政策。 1、核能简介 1.1核能的发现 核能的发现凝聚了众多科学家的智慧和汗水。1932年，英国物理学家查德威克发现了中子，为人类提供了打开核能利用大门的一把钥匙，1939 年，费米利用中子轰击铀发现反应能产生中等重量的元素，居里夫人的女儿伊伦·居里进行了类似的研究，但得到了不同的反应产物。德国科学家哈恩重复他们的实验，证实中子轰击铀能产生重量为铀一半的元素，并确定它是钡，他的进一步工作证实了伊伦·居里实验的产物是镧。接着，流亡瑞典的奥地利女科学家迈特纳提出了铀核裂变的概念,并指出裂变能放出能量。为了能持续地放出核能,匈牙利物理学家西拉德最先考虑了链式反应发生的可能性。1939 年约里奥·居里夫妇等人，通过实验发现一个铀核(U - 235)裂变会释放出2—3个中子,用实验证实了链式反应的可能性。1941年12月到1942年12月,费米领导一批物理学家在芝加哥大学斯塔克运动场的西看台下，成功地建造了世界上第一座原子核反应堆，发出了200W的电，解决了受控自持链式反应的众多技术问题，这标志着核能和平利用时代的到来【1】。 1.2核能的利用原理 核能，由于原子核内部结构发生变化而释放出的能量。其是通过转化其质量
论核能在未来发电行业的发展前景
论核能在未来发电行业的发展前景 第六组 摘要：核能是一种高效、清洁、经济的能源，但其存在的各种问题饱受争议。本文主要阐述核能如今的现状及其未来在发电行业中的地位，并对未来其未来进行展望。 关键词：核能发展；核能未来；核能发电 一、核能的发展历史 随着人类科学技术水平的发展，发现了一种全新的能源，核能。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。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。 而我国的核电起步较晚，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，之后开始大力发展核能。 二、核能的现状 中国目前建成和在建的核电站总装机容量为870万千瓦，预计到2010年中国核电装机容量约为2000万千瓦，2020年约为4000万千瓦。历史经验表明，一个国家的经济增长严重依赖持续增加的电量。据统计，全球能源消耗四成是用来发电。因此，世界需要更多的电力为发展和崛起提供动力。各国必须权衡二者的危害何者为轻。中国有丰富的水电、火电资源，大陆核电起步较晚。之后，又在自主或引入的发展道路之间摇摆不定。2014年6月13日，习近平总书记主持召开中央财经领导小组会议时强调，在采取国际最高安全标准、确保安全的前提下，抓紧启动东部沿海地区新的核电项目建设。 三、核能发电与其他形式发电有何优缺点 核能发电的优点： 1.核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中，因核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中，因此核能发电不会造成空气污染。 2.核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。 3.核能发电所使用的铀燃料，除了发电外，没有其他的用途。 4.核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍，故核能电厂所使用的燃料体积
核能发展现状及研究报告
核能研究汇报 1.核能的安全性： 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。 从核能第一次利用至今,已经跨过了半个多世纪,对它的利用已经从由军事用途逐步扩展到民用领域。在当前和平利用的情况下,核能发展给人类带来了诸多好处——高效经济地解决能源危机、快速持续地带来经济效益、深入多元地扩展科技前景以及为人类社会持续发展提供动力,但核能技术是一把双刃剑。在体现优点的同时,核物质本身安全风险、核科技本身安全风险以及核能外部安全风险也给我们敲响了警钟。从伦理学角度有必要利用其实践功能和应用功效来引导、规范人类利用核能的行为,要更安全、可持续的发展核能。正是基于此目的,本文对当前核能发展中的主要弊端：核事故,核走私,企业管理操作者缺失职业道德,核科学家不负责任的行为,放射性污染进行分析,并阐述这些弊端涉及到的伦理问题。提炼了确保核安全利用的四条核伦理原则：和平利用原则、安全无害原则、公开透明原则、利
益与风险均衡原则。最后从政治、经济、文化、科技、环境角度提出相应对策,力图在这些领域内发挥核伦理的实践功能和应用功效,确保核能技术安全利用。 法国没有专门规范新能源问题的法典,其涉及新能源的法律规范主要包括能源基本法、新电力法等综合性法律以及专门性能源立法三类。法国在核能领域的成功依赖于基本法的支持、三级核能监管体制、核废物安全处置法律制度以及信息披露制度。法国在风能、太阳能和生物质能等可再生能源领域也制定了较为详细的法律和政策。我国应借鉴法国的成功经验,健全新能源法律体系并及时、灵活地修订能源法律,因地制宜地确定不同地区的新能源重点发展领域,采取合理的经济激励措施,并在能源开发利用过程中注重保护环境。 2.核能实现方式： 核能是人类最具希望的未来能源之一。人们开发核能的途径有两条：一是重元素的裂变，如铀的裂变；二是轻元素的聚变，如氘、氚、锂等。重元素的裂变技术，己得到实际性的应用；而轻元素聚变技术，也正在积极研究之中。 人类的能源从根本上说,来自核聚变反应,即发生在太阳上的“轻核聚变”。人类已经在地球上实现了不可控的热核反应, 即氢弹爆炸。要获得取之不尽的新能源, 必须使这一反应在可控条件下持续进行。为实现可控核聚变有两种方法,一是用托卡马克装置开展“磁约束聚变”的研究。另一条技术路线是20世纪70年代初公开的“包括以激光驱动为主攻方向的惯性约束核聚变(ICF)”。
核能的有效利用与可持续发展
目前，在全球范围内，为解决油气资源枯竭和燃煤造成的环境污染问题，科学家正在加紧研究开发新能源和可再生能源如核能、风能、太阳能、地热和水力发电等替代能源。其中，核能作为一种清洁、安全和经济的新型能源，其逐渐取代现有化石能源（煤炭和石油）的趋向已越来越明显。调整和优化能源结构，尽可能多地用清洁能源如核能替代含碳量高的化石能源，已经成为中国各界人士的共识和迫切要求，也是能源产业发展应当遵循的原则。 核能是20世纪出现的新能源，核科技的发展是人类科技发展史上的重大成就。核能的有效利用，对于缓解能源紧张、减轻环境污染具有重要的意义。我国十分重视核能的开发利用，在国家高技术研究发展计划（863计划）中，能源领域研制开发三种先进反应堆，它们是快中子堆、高温气冷堆、聚变－裂变混合堆。目前，核裂变能已经为人类提供了总能耗的6％。而当将来利用轻原子核的聚变反应产生的核聚变能得到工业应用后，人类将从根本上解决能源紧张的问题。 从人类能源需求的前景来看，发展核能更是必由之路，这是因为核能有其无法取代的优点，主要表现于： 1.核能是地球上储量最丰富的能源，又是高度浓集的能源。 2.核电是清洁的能源，有利于保护环境。 3.核电的经济性优于火电。 4.以核燃料代替煤和石油，有利于资源的合理利用。 中国核能利用坚持可持续发展，核电发展采用热堆－快堆－聚变堆“三步走”的方针。近期以压水堆核电 站为主，在充分利用已有技术，建设一批压水堆核电站的同时，积极开展国际合作，适时建造先进压水堆 核电站，并以此作为我国未来核电发展的主力机型。 中国积极推进和平利用核能的开发研究，力争在一些重大项目上有新的突破。例如，利用快堆发电、 用核能进行海水淡化、用低温供热堆采暖、用高温气冷堆发电和制氢等，当条件成熟时，使其成为新的产 业。 在更长远的将来，能源开发将更多地寄希望于受控热核反应即核聚变堆的应用。热核反应技术如果获得突破，将有很多优点：热核燃料资源极其丰富，几乎是取之不尽；热核聚变的产物不象裂变产物那样产生核辐射，因而对人类的安全性要比现在的核电站高得多。因此，聚变反应堆核电站的商用成功，将会为人类“永远”解决能源需求问题。
核能发展的利与弊
核能发展的利与弊 吴瀚 中国石油大学（华东)信息与控制工程学院电气1605 1605030521 摘要：随着社会的发展，人们对于能源的需求越来越多，然而地球上的化石能源正越来越少，并且带来了许多环境问题。所以，我们继续一种新的相对清洁的能源，而核能恰好符合这些条件。诚然，核能作为新生事物，必然有其两面性。它所带来的运行与废料处理问题不容忽视，但我们可以加速技术的研发，解决这些问题，让核能能更好地为我们服务。 关键词：核能、利弊、发展历程、解决方法 引言：19世纪末，英国物理学家汤姆逊发现电子。从此，人们开始逐渐揭开原子核的神秘面纱。在1895年德国物理学家伦琴发现了X射线，紧随其后的是法国物理学家贝克勒尔于1896年发现了放射性。到了1898年居里夫人与居里先生发现放射性元素钋。经过三年又九个月的艰苦努力，居里夫人于1902年又发现了放射性元素镭。在1905年爱因斯坦提出质能转换公式，而到了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，之后，1935年英国物理学家查德威克发现了中子。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，从此，人们意识到隐藏在核内的巨大能量。于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日美国的两颗原子弹先后投在了日本的广岛和长崎，伴着巨响，核能终于为世人所熟知。1954年苏联建成了世界上第一座商用核电站——奥布灵斯克核电站。从此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核能应用研究。 到2017年，全世界已有30个国家拥有核电站，全球运行核电站数量已有441座，其中绝大部分是压水堆核电站。目前，只有核裂变被用于核能发电，而核聚变，乐观地估计，还需50年实现商业化。由于自然界有很多核聚变所需的氢同位素，且不会产生核废料的问题，所以各国在积极地发展受控核聚变，最著名的便是托卡马克受控热核反应装置。 随着时代的发展，现有的能源已经不能很好地满足。化石燃料的探明量并没有太多的增加，而人们燃烧量越来越多，余下的储量会越来越少。这样，便能很好地解释各国对核能的研究的大力支持。 新生事物都有其两面性，我们应正确认识到核能的优点以及它所可能带来的问题。对这些问题的认真思考，可以让我们更好地控制核反应，处理好带来的问题，让核能转变成高效安全的供电能源，为社会的未来发展提供能源。 一、核能的优点 1、经济方面
核能技术的发展前景
世界核能发展状况 目前全世界的经济，政治和生活方式都离不开化石能源，但是随着消费量的不断增加，化石能源储量的不断减少，人们迫切需要寻找一种替代能源，而能满足能效高，技术上可行，环保，并且可再生这四个条件的能源并不多。不过有一种能源能做到这一点，那就是核能。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。 本本截至2006年，全世界运转中的核反应堆435座，有29座以上在建设中。拥有核能发电的30个国家中，由核能供电的份额变化较大。从法国高达占78%，到比利时占54%、韩国占39%、瑞士占37%、日本占30%、美国占19%、南非占4%和中国占2%。 现在核能发电站的扩建集中在亚洲：至2006年底建设中的29座就有15座在亚洲。最近建设的36座核反应堆已与电网联网的有26座在亚洲。印度核能发电所占比例现小于3%，但至2006年底，拥有建设中核电站的1/4，在建设中29座核电站中拥有7座。印度的计划更令人印象深到：到2022年将增长8倍，达到电力供应的10%；到2052年将增长75倍，达到电力供应的26%。75倍的增长意味着年均增长9.4%，与全球1970~2004年的平均增长率相同。 “全球核能伙伴计划”(GNEP)是美国长远的核能战略。它旨在向全世界推广民用核能技术，并最终找到一种对核废料进行再加工的方法，使得处理后的核废料无法用于制造核武器。 为了配合GNEP计划，美国能源部向选择出的4家公司提供总计1600万美元的费用，用于GNEP的技术与支持研究；以及通过向38所大学分别提供10万美元援助的方式，培养发展下一代核能所必需的工程师和科学家。 不久前，俄罗斯总统普京与澳大利亚总理霍华德在悉尼签署了一项历史性的核原料贸易协议。根据这项协议，澳大利亚出产的铀可以被俄罗斯的核电厂用于民用事业，而这些铀也可以被俄罗斯的核能公司再加工。 澳大利亚的铀矿储量居世界第一位，而俄罗斯的浓缩铀生产能力居于世界领先地位，这一协议意味着世界核能的龙头已经产生。 世界核能会议的最新报告同时指出，由于原油价格不断高涨和采取温室效应对策，全球正在大力推进核电站建设，在这种情况下，各国之间可能会为获取铀的权益展开激烈的竞争。据日本放送协会等媒体援引会议报告称，由于美国、俄罗斯等国正在大力建设核电站，到2015年，天然铀很可能出现6000吨短缺，铀的供给将持续紧张状态。 俄罗斯有31座核反应堆在运转，5座在建设中，并有大的扩能计划。日本55座核反应堆在运转，1座在建设中，并计划使核能发电占电力份额从2006年30%提高到后10年内的超过40%。韩国于2006年投运第20座核反应堆，核能发电已供应其电力的39%。芬兰、法国、保加利亚和乌克兰也有核能扩能计划。英国拥有19座运转的核反应堆，美国有103座核反应堆。 当然，核能有利有弊，人们应该把握其利弊，掌握其规律，用科学发展的手段和方式对其加以开发和利用，做到可持续发展。
核能的发展与应用
核能的发展与应用 摘要: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，目前，我国核电已由起步进入发展阶段，具有自主设计建造第一代核电的能力，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民与交通运输的矛盾，核能利用的发展前景将越来越广阔。 关键词：核能利用、前景、核能发展、核电 核电是安全、清洁、经济的能源。发展核电对推进我国能源多元化，提高能源的安全性，合理开发利用能源，促进可持续发展，扮演着越来越重要的角色。人类的进步离不开能源，新能源开发是我们走出困境的必由之路，目前进行试探性利用的新能源主要是太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。现阶段，国际上发展较快的是运用核能发电，在法国，核能发电量占整个国民用电量的78%是世界上核能发电量比重最大的国家，我国的核能发电量仅占2%，随着国家经济的发展需要，我国正在大力发展核电事业。核电是供应能力强、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。 核能是由小小的原子核发生某种变化而释放出来的。较轻的原子核融合成一个新核或重核分裂成其它新核都将释放出能量，我们分别称之为核聚变和核裂变，目前人类能加以控制的是核裂变，我们的核电站都是利用核裂变进行发电的。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）。核裂变，又称核分裂，是指由较重的原子，主要是指铀或钚，分裂成较轻的（原子
核能与人类未来发展
核能与人类未来发展 张品2012301550041 选择核电吗？大部分科学家认为面对全球变暖的形势，这或许是我们仅有的希望所在。数字表明，许多人对核能的恐惧是不理智的。 大地母亲正处于困境中。大量像二氧化碳这样的气体从发电厂的烟囱和汽车尾气中排到空中，从而影 响了环境，产生温室效应造成全球变暖。不断上升的温度将引起一系列严重的物理变化，海平面升高会淹 没海滨城市和风景名胜地。 不过，为阻止灾难的发生，我们仍大有可为。全球变暖源于我们对煤、石油、天然气这一类含碳燃料 的依赖。只要能避免燃烧这些“化石”燃料，全球变暖便失去动力。那么，怎样才能做到这一点呢? 有一条救生索就在我们眼前，立即抓住它，就可以把地球从全球变暖的严重后果及迫在眉睫的能源短 缺中解救出来。这条救生索已被证明是安全、实用并且廉价的，它就是核能。 洁净高效的核能 你不妨设想自己是一名必须作出决定的政府部长，你面临的问题是：一座能为半个巴黎大的城市供电 的在建新电厂，究竟应使用何种燃料?这样的问题每年都会遇到，答案不外乎是以下几种：煤：需要一条1000公里长的铁路运输线，车厢满载着昂贵的煤炭；电厂向外排放着使地球变热的气 体，总量超过10亿立方米；还产生60万吨有毒粉尘。 石油：需要四五个装载重油的巨型储油罐；油需要从世界上某个不稳定的地区进口；其排放的温室气 体数量与使用煤炭不相上下；外加巨量氧化硫倾泻到大气中，从而转化为酸雨和其他有毒化合物。 天然气：通过轮船或输气管道远距离进口，易发生事故和泄漏；其排放同样造成高污染，并且供气设 施易受恐怖分子袭击。 核能：仅需要装填两卡车载量的铀燃料；从加拿大或澳大利亚这样稳定的国家进口，价格便宜且来源 充足；气体和酸性物质排放等于零；不产生有毒粉尘；产生的高辐射废料只有几桶。 使用核能代替化石燃料的好处是极为明显的。我们都知道这种燃料既安全又清洁，并且高效。眼下西 欧三分之一以上的电力是由137座核反应堆生产的；而全球438座反应堆提供了世界几乎七分之—的电力。 在英国，单单12个核电站就生产了接近全国四分之一的电力，同时还免于产生大约6000万吨二氧化碳(几近 于全国汽车尾气排放量的一半)。
核能的起源与发展
摘要:通过分析核能的起源与发展,世界核电发展现状,论述核能对环境影响和核能利用 的环保对策,预测核能是今后解决能源危机最主要也是最本质的途径,并对核能大发展的 情况下可能对环境产生的影响进行了评述。 1核能的起源与发展 核能的理论基础是爱因斯坦的相对论。爱因 斯坦相对论用著名的方程式E=MC2表示,该方 程式表明,质量和能量是等价的,其比例常数为光 速的平方。爱因斯坦的理论发表于1905年,从那 时起,世界各国都进行了多方面的探索。一些科 学家在实验室中观察与分析,证实了理论的正确性与核能的存在,特别是铀原子核吸收了一个中 子以后会分成两部分的现象,引起了核专家的兴 趣。在美国,核分裂的意义很快得到理解,1942年 芝加哥大学实验室中成功地完成了铀235可控链 式反应,为制造原子弹和原子能利用提供了充分 证据,1945年美国在日本广岛、长崎分别投了一颗 原子弹,毁灭了两个城市,屠杀了数十万无辜的人 民。从此向世界人民宣告了核分裂的巨大威力和 它能产生的巨大能量。二次大战后,世界人民纷纷 反对核装置在战争上的应用,要求将核装置用于和平事业上。 从核能到电能的转变,世界上建立核电站最 早的是1957年美国宾夕法尼亚州的希平港核电 站和英国的卡德霍尔电站。在那时发展核电站, 完全是为了和平利用原子能,人们尚未认识其环 境保护的重要意义。随着世界电力需求量的迅速 增长使石化燃料面临资源日趋匮乏的危机。人类 在不断提高其经济和生活水平的同时,也要求享 有一个相对清洁的环境。核电作为一种不产生酸 雨及温室气体的“清洁能源”,已成为一种具有广 阔前景的替代能源,在世界能源政策中受到日益 广泛的重视。 我国目前已投入运行的核电机组容量6 700 MWe,核电占全国电力生产总量不足2 %。为满足 我国经济持续发展对能源的需求,加强能源结构 的多样性,提高能源安全,我国政府已将核能作为 我国能源结构的重要组成部分,并计划到2020年 使我国核电装机容量达到32~36 GWe,至少占到 届时全国装机容量的4%。要实现这一目标,就要 从现在起到2020年的15年间增加23.3~27.3 GWe的核电容量,即新建23~27座1 000 MWe 的核电机组。这将是一个既对电力生产又对环境 都将产生巨大影响的工程。
核技术及其应用的发展
核技术与核安全 核动力技术的核心是反应堆技术,反应堆可用来发电,供热,驱动运载工具等.反应堆还可以产生大量中子,故在有些核技术应用中亦可利用反应堆作为中子源,或利用反应堆中子做活化分析,生产放射性核素等."核能工程与技术"和"辐射防护与环境保护"也是"核科学与技术"之下的二级学科. 实际上核技术与核物理是密不可分的,这两个学科在发展过程中始终是互相依托,互相渗透的.同时,作为核探测技术和射线应用技术的基础,研究各种射线和荷能粒子束与物质的相互作用是十分重要的.其相互作用既可以产生物理的变化,也可以产生化学的变化,还可以产生生物学的变化.相应的研究构成了辐射物理学,辐射化学和辐射生物学的主要内容.在核技术的应用中还经常要对放射性核素进行分离,或用放射性核素标记化合物,这属于放射化学的范畴.因此,核技术及应用这一学科与核物理学,辐射物理学,辐射化学,放射化学等学科有密切的联系,其中辐射物理往往也被纳入核技术的范畴内.近年来核技术在医学中的应用得到迅速发展,相应地又产生了医学物理,核医学等学科.另一方面,核技术的研究经常涉及大型仪器设备的研制,其本身又是物理,机械,真空技术,电子学,射频技术,计算机技术,控制技术,成像技术等多种学科和技术的综合.故此核技术充分体现了多种学科的交叉这一特点,是现代科学技术的重要组成部分,也是当代重要的高技术之一.第二次世界大战之后核技术开始大规模地应用到国民经济之中,形成了许多新兴的产业,如辐射加工,无损检测,核医学诊断设备与9放射治疗设备,同位素和放射性药物生产等.据统计,美国和日本的国民经济总产值(GDP)中核技术的贡献约占3%~4%.美国核技术产生的年产值约为3500亿美元,其中非核能部分约占80%. 现代很多科学技术成就的取得都是与核技术的贡献分不开的.仅以诺贝尔奖为例,1931年美国科学家劳伦斯发明回旋加速器,为此获得了1939年诺贝尔物理奖.1932年英国科学家Cockcroft和Walton制造了第一台高压倍压加速器并用其完成了首次人工核反应,获1957年诺贝尔物理奖.此外还有八项诺贝尔物理奖和化学奖是利用加速器进行实验而获得的.在探测器方面,威尔逊因发明云室探测器而获1927年诺贝尔物理奖,其后布莱克特因改进威尔逊云室实现自动曝光而获1948年诺贝尔物理奖,鲍威尔发明照相乳胶法并用其发现π介子而获1950年诺贝尔物理奖,这之后格拉泽因发明气泡室使粒子探测效率提高1000倍而获1960年诺贝尔物理奖,阿尔瓦雷兹因改进气泡室并用其发现共振态粒子而获1968年诺贝尔物理奖,沙帕克因发明多丝正比室和漂移室而获1992年诺贝尔物理奖.在核分析技术方面,1948年美国科学家利比建立了14C测年方法并为此获得了1960年诺贝尔化学奖,穆斯堡尔因发现穆斯堡尔效应而获1961年诺贝尔物理奖,布罗克豪斯和沙尔因发展了中子散射技术而获1994年诺贝尔物理奖.核技术对于科学发展的重要推动作用由此可见一斑.由于核技术为多种学科的基础研究提供了灵敏而精确的实验方法和分析手段,自20世纪80年代以来各国竞相建造与核技术密切相关的大型科学工程,如大型对撞机,同步辐射装置,自由电子激光装置,散裂中子源,加速器驱动次临界反应堆,大型放射性核束加速器等,其造价动辄数亿美元乃至数十亿美元.美国能源部2003年11月发布研究报告"未来科学的装置",列出了今后20年重点发展的28项大型科学工程,其中基于加速器的有14项,占了一半.我国自改革开放以来先后建造了北京正负电子对撞机,兰州重离子加速器,合肥同步辐射装置等大科学工程,辐照和放疗用电子加速器,大型集装箱探测装置,辐射加工和同位素生产等也已经形成了一定规模的产业. 1 在工业中的应用 核技术的工业应用始于20世纪50年代兴起的辐射加工.辐射加工利用60Co源产生的γ射线或电子加速器产生的电子束照射物料,可引起高分子材料的聚合,交联和 1