核电概论_复习资料
核电基础知识
核能概论一、核能在能源系统的地位与作用二、中国核能发展三、核反应堆与压水堆核电厂基本原理四、其他类型核反应堆核电站一、核能在能源系统的地位与作用人类能源结构三次重大的演变： ? 18世纪60年代：煤炭逐步替代了木柴； ? 20世纪20年代：煤炭转向石油和天然气； ? 20世纪70年代：石油、天然气，煤，核能和再生能源等多种能源结构； ? 21世纪主要能源：核能一、核能在能源系统的地位与作用（续）世界一次能源结构：国际能源资料统计：石油、天然气占60%，煤占25%，水力占5%，其他约占10%。
（经济地开采的石油和天然气资源约有三、四十年储藏量，世界上煤的储藏量300年）电力结构：目前世界上有核电站441座，总装机容量3.6亿千瓦。
平均核电发电量占总电量比重为17％。
? 有核电的国家和地区是32个，核发电超过30％有16个国家。
? 法国85％，比利时（59．3％），瑞典（51．6％），英国 23％，俄罗斯16％，日本34％，美国20％，中国1.5%。
（美国仍第一核电大国，核电站109个，装机容量占全世界的三分之一。
其次是法国、前苏联、日本和德国。
）一、核能在能源系统的地位与作用（续） ? 世界核能的发展历史世界核电的发展大体可分为四个阶段。
1954～1960年：试验阶段； 1961～1969年：实用化阶段； 1969年至二十世纪70年代末：大发展阶段；二十世纪80年代至二十世纪末：低潮阶段；二十一世纪开始：复苏阶段。
? 放弃核电的政策带来严重后果的反思； ? 世界性的燃料供应紧张和环境压力的加大； ? 新一代更为安全和经济的反应堆的推广使用。
二、中国核能发展中国能源结构的特点及矛盾 ? 能源结构方面以煤为主体，油和天然气和水电资源很不丰富； ? 能源资源分布与工业布局不平衡，而且正好相反。
? 煤炭资源有限，不可能作为长期主要能源； ? 煤的运输量大，由煤造成的运输紧张状况不可能解决； ? 煤炭的污染严重，我国的环境将无法承受； ? 煤是－种重要的不可再生的化工原料；二、中国核能发展（续）发展核能是中国的必然选择需求：2020年中国GDP翻两番（4万亿美元），需要电力8亿～9亿千瓦，目前国内已有装机容量是3.5亿千瓦，需要新增量4.5亿～5.5亿千瓦。
大学核科学概论 考试要点
第一章1.核子、核素、同位素、同量异位素、同质异能素的概念：核子：质子和中子统称为核子，质子和中子是核子的两种不同状态。
核素：核内具有相同的质子数、中子数和核能态的同一类原子，称为核素。
同位素：具有相同的质子数（原子序数），而质量数不同的一类核素，称为同位素。
同量异位素：具有相同的核子数（A ）而质子数（Z ）不同的核素，称为同量异位素。
同质异能素：指具有相同质量数（A ）和相同质子数（Z ）而核能态有明显差别的核素2.原子质量亏损、原子核的结合能：原子质量亏损：是指核素的原子质量与组成它的原子核和电子的质量总和的差值原子核的结合能：是指当自由核子结合成原子核时所放出的能量3.原子核衰变的3种主要形式：α衰变、β衰变、γ衰变（γ跃迁）4.α衰变、β1-衰变、β+衰变、电子俘获的特性Q QQk A Z A Z A Z A Z A Z AZ A Z AZv Y e X v e Y X v e Y X Q Y X ++→++++→+++→++→--+--+--+-10101101142ββαα5. γ跃迁、内转换的特点γ跃迁：是指激发态的原子核不稳定，通过放出γ光子的形式，向较低激发态或基态跃迁的过程，亦称γ衰变γγQ X X A Z AmZ ++→特点：γ光子能量γE 是单色（单能）的。
多数核素，在衰变时可能发射不止一种能量的γ射线，但不论有多 少能量的γ射线，其能量都是不连续的，因而γ能谱是线状谱。
内转换：是激发态的原子核与壳层电子发生电磁相互作用，把原子核激发能直接传给核外某层一电子，使其 脱离原子核的束缚而成为自由电子。
特点：内转换电子获得的能量是定值。
6.中子源的3种类型同位素中子源、加速器中子源、反应堆中子源7.放射性核素衰变的基本规律随着放射性核素衰变，其原子核的数量逐步减少。
e N t N λ-=08.放射性核素半衰期、平均寿命与衰变常数之间的关系 T T 212144.1693.01⨯===λτ 平均寿命τ 、衰变常数λ、半衰期T 219. 放射性活度、比活度的概念放射性活度：在给定时刻，处于特定能态的一定量放射性核素在dt 时间内发生自发核跃迁的期望值除以dt ，符号为A 。
关于核电知识点
核电是一种利用核能产生电能的技术。
它的出现使得人类能够从核裂变和核聚变等核反应中获取巨大的能量。
核电作为一种清洁、高效、可持续的能源形式，具有很多重要的知识点。
下面，我将逐步分析核电的相关知识点。
第一步，我们需要了解核电的基本原理。
核电是利用核反应中的能量来产生电能的过程。
核反应可以分为核裂变和核聚变两种形式。
核裂变是指重核（如铀、钚等）被撞击或吸收中子后分裂成两个轻核的过程，释放出巨大的能量。
而核聚变是指两个轻核融合成一个更重的核，同样也释放出巨大的能量。
核电厂主要采用的是核裂变技术。
第二步，我们需要了解核电厂的构造和工作原理。
核电厂通常由核反应堆、蒸汽发生器、蒸汽涡轮机和发电机等组成。
核反应堆是核电厂最核心的部分，其中装载着核燃料。
核燃料在反应堆中发生核裂变反应，产生大量的热能。
这些热能通过蒸汽发生器传递给水，将其加热并转化为蒸汽。
蒸汽进一步驱动涡轮机运转，涡轮机则将机械能转化为电能。
第三步，我们需要了解核电的优势和挑战。
相比传统的化石燃料发电，核电具有很多优势。
首先，核电无排放，不会产生大气污染物，对环境友好。
其次，核电的能源密度高，能够以较小的体积提供大量的电能。
此外，核电燃料储量丰富，可以满足长期的能源需求。
然而，核电也面临一些挑战。
首先，核电厂的建设和运营成本高。
其次，核废料的处理和安全管理是一个长期而复杂的问题。
还有，核电厂的安全问题一直备受关注。
第四步，我们需要了解核电在全球的应用和发展现状。
目前，全球各地有许多国家和地区都在广泛使用核电技术。
根据国际原子能机构的数据，截至2020年，全球共有449座核电厂，总装机容量约为391.7 GWe。
其中，法国、美国、中国、俄罗斯和日本是核电装机容量最大的几个国家。
此外，一些国家也在研究和开发核聚变技术，这可能成为未来的核能发展方向。
最后，我们需要了解核电在中国的应用和发展情况。
中国是世界上最大的核电市场之一。
目前，中国有47座核电机组运行，总装机容量约为48.7 GWe。
第二章 核电站概论
应具有较大的转动惯量。为防止由于过热而破坏燃料元
件包壳的完整性，不论在正常工作时，还是在事故情况下， 必须保证冷却剂连续不断地流经反应堆堆芯。 泵的材料应具有较高的耐腐蚀和耐辐照性能。
五、稳压器
1、作用：一是在稳态运行时维持冷却剂所需的压力； 二是在正常负荷变化工况下，补偿冷却剂因
温度变化引起的压力变化和事故工况下限制
1、冷却系统
• 冷却系统由反应堆冷却剂泵、反应堆和蒸汽发生器及相 应的管道组成。在正常功率运行时，反应维冷却剂泵使冷
却剂强迫循环通过堆芯，带走燃料元件产生的热量。
2．压力调节系统
为了保证反应堆冷却剂系统具有好的冷却能力，应当将堆芯置于具有
足够欠热度的冷却剂淹没之中。核电厂在负荷瞬变过程中，由于测量
一回路系统中冷却剂的流量较大，当单环路对应的电功率为300 Mw时， 冷却剂总质量流量可达到15000t／h~21000t／h(即每10MW热功率160t／ h~250t／h)。主管道内冷却剂流速可达15m／s，一回路系统的总阻力约 为0.6MPa~0.8MPa。
Hale Waihona Puke 二、压水反应堆（一）反应堆堆芯
系统的热惯性和控制系统的滞后等原因，会造成一、二回路之间的功
率失配，从而引起负荷瞬变过程中一回路冷却剂温度的升高或降低， 造成一回路冷却剂体积膨胀或收缩。
水经波动管涌入或流出稳压器，引起一回路压力升高或降低。当压力
升高至超过设定值时，压力控制系统调节喷淋阀．由冷管段引来的过 冷水向稳压器汽空间喷淋降压；若压力低于设定值，压力控制系统启 动加热器，使部分水蒸发，升高蒸汽压力。
冷却剂压力升高：喷淋装置喷入冷水使蒸汽空间中的蒸汽冷凝，直到压力
恢复到正常值为止，若喷淋水不足以使压力下降到原有值， 则设在顶部的泄压阀自动打开；将稳压器中多余的蒸汽排入 泄压水箱。 冷却剂压力下降：电加热器自动投入运行，将下部水加热蒸发，产生更多
核工程与核技术概论试题
核工程与核技术概论试题第一章1.核电与火电相比有哪些优势？2.先进核电的四个评价标准是什么？3.第三代核电与第二代核电相比有哪些本质上的区别？第二章1.衰变、放射性、半衰期的定义分别是什么？2.锕系核素的定义、来源以及特性分别是什么？3.核反应的定义是什么？分别列举出核裂变反应、核聚变反应、中子吸收反应的例子各一例。
4.热中子的定义及特征分别是什么？5.中子与物质有哪几种作用形式。
6.举出三种中子慢化剂。
第三章1.天然铀中，U235的含量是多少？2.为什么要发展快中子反应堆？3.列举三种易裂变核素与三种可裂变但难裂变核素。
4.为什么核裂变反应终止后，核反应堆还需要继续冷却？5.列举三种核反应堆冷却剂。
6. U238吸收中子后最终演变成什么？7.列举三种核反应堆控制材料。
第四章1.大亚湾压水堆中，进行核裂变反应的是哪类中子？慢化剂是什么？冷却剂是什么？一、二回路的温度与压力分别是多少？2.压水堆包容放射性物质的四道屏障是什么？3.压水堆的专设安全设施有哪些？这些专设安全设施主要针对的是哪种事故？4.压水堆一回路压力边界主要由什么构成？5.压水堆一回路有哪四个主要设备？6.压水堆堆本体有那四个主要组成？7.大亚湾压水堆堆芯有盒燃料组件？每盒组件有多少燃料棒？燃料棒内芯块是什么材料？包壳是什么材料？包壳材料高温下与水会发生什么化学反应？第五章1.沸水堆与压水堆有哪些区别？2.重水堆与压水堆有哪些区别？3.切尔诺贝利反应堆是什么堆型？它在哪些方面与沸水堆、重水堆分别有相似之处？4.高温气冷堆的优缺点分别是什么？5.快堆为什么用Na做冷却剂而不用水？Na的优缺点分别是什么？快堆为什么有三个回路？第七章1.核安全的最高目标是什么？2.核安全三要素是什么？3.下列英文缩写的含义：PWR、CDF、LRF、BDBA、LOCA、ATWS、ALARA、SBO4.非能动安全的定义是什么？举出核电厂利用非能动安全的三个例子。
核电考试复习题纲[1]
![核电考试复习题纲[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/2de2d14fddccda38376baff4.png)
AP1000核电基础知识1.核电厂与火电厂都用蒸汽推动汽轮机、带动发电机发电，区别在于火电厂依靠燃烧化石燃料释放的热能来产生蒸汽，核电厂则依靠核燃料的核裂变反应释放的核能来产生蒸汽。
2.核电厂常用的核燃料是铀-235，一吨铀-235的原子核裂变可以释放出相当于二百七十万吨标准煤燃烧所放出的能量。
3.核电厂除了核岛以外，核电厂与常规火电厂的结构基本相同。
但其由于采用半转速的饱和蒸汽轮机，其难度和尺寸都远大于常规火电汽轮机。
在安全运行方面，核电厂与常规火电厂的主要区别是其具有放射性和核安全问题，必须予以特别关注;必须遵守核安全法规的要求，接受国家核安全局的审评和监督;国家对核电厂实行许可证制度。
4.AP1000是美国西屋公司设计开发的双环路1000MW级压水堆。
AP1000在传统压水堆核电技术的基础上，采用非能动的安全系统，使其安全性、经济性有了显著提高。
5.AP1000核电主要的安全系统为非能动的；在事故发生后的72小时内可不要求操纵员干预，同时保持反应堆堆芯和安全壳冷却，且不需要交流电源。
6.AP1000“减法”设计思路主要是采用了“非能动技术”的路线，即从根本上革新，利用自然界物质固有的规律来保障安全、物质的重力，流体的自然对流、扩散、蒸发、冷凝等原理在事故应急时冷却反应堆厂房（安全壳）和带走堆芯余热。
按这种思路做的设计，既简化了系统、减少了设备和部件，又大大提高了安全性。
7.核电厂设计寿命为60年；基于非常保守的设计，在核电厂全寿期内无需更换反应堆压力容器；其它的主设备，包括蒸汽发生器均具有可更换性。
8.核电发电生产设施由 5 个主要的厂房结构组成: 核岛、汽轮机厂房、附属厂房、柴油发电机厂房和放射性废物厂房。
这些厂房结构中的每一个均建筑在各自单独的筏基上。
其中的核岛由安全壳厂房、屏蔽厂房以及辅助厂房组成。
9. 屏蔽厂房是环绕安全壳容器的结构和环形区域。
该厂房也为安全壳提供所要求的外部人为或非人为的撞击保护。
核工程导论__核电概论
核工程导论主要内容●核电概论●核裂变基础●反应堆概论●核燃料生产●典型核电站系统介绍●乏燃料后处理●核安全●放射性核素及其应用●压水堆核电站运行核电概论主要内容1.核能发展历史与现状2.中国核电的发展3.中国发展核电的理由4.核电的安全性和对环境的影响5.核电的经济性6.相关原子能工业概述目的要求●了解核能的发展历史●了解核电发展的现状●了解中国核电的发展现状●了解中国发展核电的目的与长远规划●了解影响核电发展的主要因素●了解核电的经济性●了解原子能工业的概貌1、核能发展历史与现状原子能的发现●1938年底德国的哈恩（Otto Hahn）和斯特拉斯曼（F.Strassmann)在用中子轰击铀原子核的实验中发现原子核的裂变。
紧接着的实验发现核裂变释放出巨大的能量。
●1939年春法国的约里奥居里(F. Joliot Curie)和美国的意大利人费米(E．Fermi)先后证明铀核在分裂过程中放出2-3个中子，从而确定了持续的链式反应的可能性。
人们立即转向原子能的应用研究。
原子能的率先应用●1939年秋第二次世界大战爆发，美、英、德等在极其保密的情况下开展原子能军事应用的研究-原于弹。
●1942年12月2日芝加哥大学校园里建成了世界上第一座核反应堆，实现了裂变链式反应。
随后在汉福持Hanford地区建成三座石墨水冷生产堆，提供了最初的原子弹所需的钚，同时用电磁分离法生产出高浓缩铀。
●1945年制成了三颗原子弹。
日本的广岛和长崎．造成二十万人的伤亡。
重要的人和装置人类第一次原子弹试验“漫天奇光异彩有如圣灵逞威只有一千个太阳才能与其争辉我是死神我是世界的毁灭者”人类第一次使用原子弹广岛：1945.8.680%的建筑化为灰烬，64000人丧生，72000人受伤，伤亡总人数53%。
长崎：1945.8.960%建筑物被摧毁，86000人伤亡核大国核武器竞赛●第二次世界大战结束后，美国力图垄断核武器，加紧建设新的核燃料工厂，大量制造、连续试验和不断改进原子弹，同时研制热核武器。
核电概论
核电概论一核裂变1.原子与原子核原子物理实验证明，物质是不连续的。
将某一种物质分成越来越小的颗粒时，会有保持这种物质化学性质而不能再分的时候。
这些仍然具有单质化学物质的最小颗粒称之为原子。
原子由一个原子核与围绕原子核不断旋转运动的电子组成。
原子核带正电，每个电子带一个单位负电荷。
原子的直径约为10e-8cm（指电子轨道的直径，假定为球形）。
原子核的直径为10e-12cm。
原子核原子核是有更小的核子构成的紧密整体。
核子分为两类：一类是中子（用符号n表示）,不带电，呈电中性；另一类是质子，带一个单位正电荷（用符号p表示）。
除了普通氢原子核只有一个质子外，其他所有物质的原子核既包含质子又包含中子。
各种物质原子核中的质子或者中子数目不同决定了它们原子核特性的不同。
质量数和原子序数原子核中质子与中子的总数A称为原子核的质量数，原子核中质子数称为原子序数，常用Z表示。
同位素元素的化学性质由原子核中的质子数决定，而不是由原子量决定。
即使核内包含的种子数不一样，但包含的质子数目相同的原子都认为是同一种元素。
将具有相同的质子数而不同中子数的同一种元素的几种原子称为同位素。
在人们已知的一百多种化学元素中，有1500多种不同的原子核，其中300种是稳定的同位素，1200种是放射性同位素。
现有的核电站中，铀是重要的元素，其在自然界中至少存在三种不同同位素，质量数分别为234,235,238。
其中238U含量最丰富，约为99.28%,235U含量约为0.71%，234U含量非常少。
由于同位素的化学性质已知，所以一般不能用化学方法区别各种同位素，只能用物理方法或核物理方法将他们分开。
反应堆中所使用的核燃料中，235U的含量约为3%，铀的浓缩是通过离心法完成的。
核的结合能当一定数量的质子和中子聚合起来组成一个原子核后，新原子核的质量小于组成他的核子质量总和，这种质量差异，称为原子核的质量亏损。
这些减少了的质量，以能量的形式释放出来。
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处置时间 处置方法 技术发展
放射性废物的处置
放射性废物处置是藉埋藏等方法使放射性废物与人 类环境隔离，不再回取，或藉控制排放，稀释放射 性物质至环境水平。 核废物安全处置期（或安全隔离期）： 低、中放废物，300~500 年； 高放废物，10万年以上。
放射性废物的处置
按处置地点分：①海洋；②陆地；③海岛；④太空。
二回路系统：
系统功能；系统组成；
常规岛主要设备
：核汽轮机、发电机、汽水分离再热器
专设安全设施系统
第 7章
核安全管理
7.1 核安全的基本原则 7.2 核电站的安保系统
7.3 核反应堆安全分析模型与方法
7.4 安全事故分析
7.5 核辐射的监测
7.6 核电厂三废处理
第七章 核安全管理
核安全基本原则：
第 8章
核电技术的发展概况及前景
8.1 核电技术发展概况
8.2 第三代核电技术
8.3 第四代核电技术
8.4 可控核聚变技术的进展与展望
第八章 核电技术的发展概况及前景
世界核电技术发展概况：第1~3代核电技术 第三代核电技术：
先进型压水堆、沸水堆、坎度型重水堆的 ：6种可能堆型（技术特点、技术困难）
系统构造；工作流程；主要特征；主要系统类型/结构；冷却回路；燃料组件；主要
参数；发展概况
堆型比较、堆型计算发展 核燃料生产制备 燃料组件结构与制备 冷却剂与慢化剂 :
主要类型及其性能特点；技术发展
第4章 核电站热工基础与工作过程
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 热力过程与热力循环 核能发电系统的组成 核电站的能量转换与传输 核反应堆内传热与流动 核电站工作过程
1.3 核电的优越性
1.4 核电发展历史和现状
1.5 我国发展核电的必要性与发展计划
4
第一章 绪论
能源、能源分类：
常规能源与新能源 一次能源与二次能源 三类能源
各种能源的优缺点
世界能源消费特点及趋势
核能的发现与应用 核能的优越性
第一章 绪论
核电发展历史与现状 我国核电发展历史与现状
按处置相对深度分：①地面处置；②陆地浅埋；③中深处 置；④深岩洞处置、深海床处置、深海底处置和深钻孔处 置。 按处置介质分：①岩石熔融处置、深岩洞处置；②冰层处 置；③太空处置；④海洋处置。 按处置工程分：①废矿井处置；②深岩洞处置；③深钻孔 处置；④浅钻孔处置；⑤简易沟槽浅埋；⑥混凝土壕沟浅 埋；⑦竖并处置。 按处置技术分：①水力压裂处置；②岩石熔融处置；③核 嬗变处理。
第四章 核电站热工过程基础与工作原理
热力过程与热力循环：
热力学参数、朗肯循环、循环热效率计
算
核能发电系统组成：
核电厂组成；核电厂能量转换与传输 反应堆释热；反应堆传热；反应堆流体
反应堆内传热与流动：
流动；反应堆热工水力计算
核电厂工作过程
：运行特点；运行方式；堆启动过程；负荷
调节与停堆；换料操作
代表及其技术特征
第四代核反应堆技术
“燃料循环”
可控核聚变技术：
可控核聚变反应实现条件；研究进展
如何理解世界及我国核电发展趋势
第2章 核反应堆的物理基础
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 原子核与核能 同位素与放射性 核反应 核裂变反应 反应堆物理
第二章 核反应堆的物理基础
原子能与核能：
原子核；核素的表示；核的结合能；同位素
与放射性
核反应：
核反应与化学反应的区别；核反应分类（核聚变、 核裂变、核嬗变……)
系数、碘坑、氙振荡……
核燃料的燃耗 核燃料的转换与增殖
第 3章
主要堆型及原料制备
3.1 反应堆堆型概述 3.2 常用反应堆（压水堆、沸水堆、 重水堆、石墨堆） 3.3 核燃料及其生产制备 3.4 燃料元件的结构和制备 3.5 冷却剂与慢化剂
第三章 核反应堆堆型及原料制备
压水堆、沸水堆、重水堆、石墨堆
第 5章
压水堆核电站的主要系统与设备
5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 一回路系统 一回路系统主要设备 一回路辅助系统 二回路系统 常规岛主要设备 专设安全设施系统
第五章 压水堆核电厂
一回路系统：
系统功能；系统组成；主要设备（压力容统（化 学和容积控制、余热排出系统）；设备冷却系统
课程内容：
第1章 绪论 2h
第2章
核反应堆的物理基础
3h
第3章
核反应堆堆型及原料制备
4h
第4章
核电站热工基础与工作过程
4h
第5章
压水堆电站的主要系统与设备
5h
第6章
核电站的监控与保护系统
4h
第7章
核安全管理
4h
第8章
核电技术的发展与展望
4h
16:48
主要内容：
第1章
绪
论
1.1 常规能源的现状
1.2 核能的发现与应用
中子与核的反应：
中子吸收；中子截面
核裂变反应：裂变反应机理；裂变能量；裂变反应类型
（快中子、热中子、瞬发中子、裂变元素、可转换核素、 裂变产物、链式反应、自持裂变反应……）
第二章 核反应堆的物理基础
反应堆物理：
反应堆临界；反应堆控制；反应堆控制；反
应性系数；中毒效应；
专业术语如增殖因素、中子吸收法、温度系数、空泡
安全设计原则（纵深设防，多重屏障）；
核安全文化；试题保温系统；安全分析方法
核安全事故分析：
核事故分级；严重事故案例（事故原因、环
境及社会影响）；
核辐射监测
：监测对象；监测系统组成与功能；事故后监测
放射性废物来源与分类；核废物管理；
核电厂“三废”处理：
“三废”的净化与浓缩
第七章 核安全管理
放射性废物的处置：
课程考核：
出勤：
10%，缺一次扣2分（正当情况请假者不扣分）
课堂作业：15%，按平时作业给出平均分
（请假未到缺交课堂作业者按班级平均成绩计分）
家庭作业：15%
期末考试：60%，开卷考试
试题类型及举例：
一、名词解释（每小题4分，共24分） 举例：核裂变、核嬗变、有效增殖系数 二、简答题（每小题8分，共40分） 简要说明复合核的形成过程。 请比较压水堆与沸水堆的结构特点和优缺点。 三、分析讨论题（每小题12分，共24分） 请分析我国发展核电的必要性。 四、计算题（12分） 设计的装料燃耗深度为45000MWd/tU，卸料燃耗深 度为15000MWd/t，设发电功率为1000MW,试计算 每年需要消耗多少吨含4%铀-235的燃料？