核能發(fā)電技術(shù)

核能

原子核能是原子核結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)釋放出的能量，習(xí)慣上稱作核能或原子能。原子核的變化過程有兩種：一

種是自發(fā)的變化過程，叫放射性銳變。地球上山放射性銳變和放的原子核能在地球內(nèi)部可以轉(zhuǎn)變?yōu)榈責(zé)帷?/p>

另一種是人工制造的變化過程，叫核反應(yīng)。

外去中子

一個(gè)中子撞擊油?235的原子核時(shí).鈾-235

核裂變的原子核會(huì)分裂成2個(gè),同時(shí)產(chǎn)生2-3個(gè)中子和射線.

并釋放出大量的能這就是核裂變能核能.

裂變反應(yīng)是由中子引起的,而反應(yīng)結(jié)果又產(chǎn)生

新的中子.新的中子引起新的核裂變,裂變反應(yīng)就

會(huì)不斷地進(jìn)行下去.同時(shí)不斷產(chǎn)生能量這種反應(yīng)

就叫做鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng).

歷史

核能發(fā)電的歷史與動(dòng)力堆的發(fā)展歷史密切相關(guān)。動(dòng)力堆的發(fā)展最初是出于軍事需要。1954年，蘇聯(lián)建成世

界上第一座裝機(jī)容量為5兆瓦（電）的奧布寧斯克核電站。英、美等國(guó)也相繼建成各種類型的核電站。到I960

年，有5個(gè)國(guó)家建成20座核電站，裝機(jī)容量1279兆瓦（電）。由于核濃縮技術(shù)的發(fā)展，到1966年，核能

發(fā)電的成本已低于火力發(fā)電的成本。核能發(fā)電真正邁入實(shí)用階段，1978年全世界22個(gè)國(guó)家和地區(qū)正在運(yùn)

行的30兆瓦（電）以上的核電站反應(yīng)堆已達(dá)200多座，總裝機(jī)容量已達(dá)107776兆瓦（電）。80年代因化

石能源短缺日益突出，核能發(fā)電的進(jìn)展更快。到1991年，全世界近30個(gè)國(guó)家和地區(qū)建成的核電機(jī)組為423

套，總?cè)萘繛?.275億千瓦，其發(fā)電量占全世界總發(fā)電量的約16%。中國(guó)大陸的核電起步較晚,80年代才

動(dòng)工興建核電站。中國(guó)自行設(shè)計(jì)建造的30萬千瓦（電）秦山核電站在1991年底投入運(yùn)行。大亞灣核電站

于1987年開工，于1994年全部并網(wǎng)發(fā)電。

核電站

核電站是利用原子核裂變反應(yīng)放出的核能來發(fā)電的裝置.核電咕主要由兩都分組成-一部分是反應(yīng)裝置及

冷卻裝置，其核心為一個(gè)反應(yīng)堆，是維持和控制核裂變反應(yīng)的裝置，在內(nèi)部實(shí)現(xiàn)核能轉(zhuǎn)換為為熱能。鄲放出

的熱能由一回路系統(tǒng)冷卻劑帶出，用以產(chǎn)生蒸汽。整個(gè)閉路系統(tǒng)被稱為核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)，也叫核島，相當(dāng)于

常規(guī)火電廠的鍋爐系統(tǒng)。另一部分由蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電的二回系統(tǒng)，與常規(guī)火電廠的汽輪機(jī)

發(fā)電機(jī)系統(tǒng)基本相同，也稱作常規(guī)島。

大亞灣核電站奧布靈斯克核

電站

蘇聯(lián)的核能燈塔秦山核電站

核能的價(jià)值

1千克鈾235的原子核所釋放出來的熱量，大約相當(dāng)于2800噸（2800000千克）標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒時(shí)所放出的

熱量。建造一座發(fā)電量為100萬千瓦的電站，如果是核電站，每年需要補(bǔ)充的核燃料為30噸，六輛解放牌

載重汽車就可運(yùn)進(jìn)。如果是燒煤的火力電站，每年要消耗300多萬噸煤。運(yùn)輸這些煤炭，平均每天要開三

列火車，每列火車掛40節(jié)車皮；或是每天要開一艘萬噸級(jí)的輪船。

核電廠每年要用掉80噸的核燃料，只要2支標(biāo)準(zhǔn)貨柜就可以運(yùn)載。如果換成燃煤，需要515萬噸，每天要

用20噸的大卡車運(yùn)705車才夠。如果使用天然氣，需要143萬噸，相當(dāng)于每天燒掉20萬桶家用瓦斯。換

算起來，剛好接近全臺(tái)灣692萬戶的瓦斯用量。

核反應(yīng)堆

（核）反應(yīng)堆（nuclear）reactor能維持可控自持鏈?zhǔn)胶肆炎兎磻?yīng)的裝置。指任何含有其核燃料按此種方

式布置的結(jié)構(gòu)，使得在無需補(bǔ)加中子源的條件下能在其中發(fā)生自持鏈?zhǔn)胶肆炎冞^程。核反應(yīng)堆，又稱為原

子反應(yīng)堆或反應(yīng)堆，是裝配了核燃料以實(shí)現(xiàn)大規(guī)?？煽刂屏炎冩?zhǔn)椒磻?yīng)的裝置。

注釋：更廣泛的意義上講，反應(yīng)堆這一術(shù)語應(yīng)覆蓋裂變堆、聚變堆、裂變聚變混合堆，但一般情況下僅指

裂變堆。

原理

核反應(yīng)堆是核電站的心臟，它的工作原理是這樣的：原于由原子核與核外電子組成。原于核由質(zhì)于與中于

組成。當(dāng)鈾235的原子核受到外來中子轟擊時(shí)，一個(gè)原子核會(huì)吸收一個(gè)中子分裂成兩個(gè)質(zhì)量較小的原子核,

同時(shí)放出2—3個(gè)中子。這裂變產(chǎn)生的中子又去轟擊另外的鈾235原子核，引起新的裂變。如此持續(xù)進(jìn)行

就是裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。鏈?zhǔn)椒磻?yīng)產(chǎn)生大量熱能。用循環(huán)水（或其他物質(zhì)）帶走熱量才能避免反應(yīng)堆因過熱燒

毀。導(dǎo)出的熱量可以使水變成水蒸氣，推動(dòng)氣輪機(jī)發(fā)電。由此可知，核反應(yīng)堆最基本的組成是裂變?cè)雍?/p>

+熱轂體。

但是只有這兩項(xiàng)是不能工作的。因?yàn)椋咚僦凶訒?huì)大量飛散，這就需要使中子減速增加與原子核碰撞的機(jī)

會(huì)；核反應(yīng)堆要依人的意愿決定工作狀態(tài)，這就要有控制設(shè)施：鈾及裂變產(chǎn)物都有強(qiáng)放射性，會(huì)對(duì)人造成

傷害，因此必須有可靠的防護(hù)措施。綜上所述，核反應(yīng)堆的合理結(jié)構(gòu)應(yīng)該是：核燃料+慢化劑+熱載體+控制

設(shè)施+防護(hù)裝置。還需要說明的是，鈾礦石不能直接做核燃料。鈾礦石要經(jīng)過精選、碾碎、酸浸、濃縮等程

序，制成有一定鈾含量、一定幾何形狀的鈾棒才能參與反應(yīng)堆工作。

類型

根據(jù)用途，核反應(yīng)堆可以分為以下幾種類型：

①將中子束用于實(shí)驗(yàn)或利用中子束的核反應(yīng)，包括研究堆、材料實(shí)驗(yàn)等。

②生產(chǎn)放射性同位素的核反應(yīng)堆。

③生產(chǎn)核裂變物質(zhì)的核反應(yīng)堆，稱為生產(chǎn)堆。

④提供取暖、海水淡化、化工等用的熱量的核反應(yīng)堆，比如多目的堆。

⑤為發(fā)電而發(fā)生熱量的核反應(yīng)，稱為發(fā)電堆。

⑥用于推進(jìn)船舶、飛機(jī)、火箭等到的核反應(yīng)堆，稱為推進(jìn)堆。

另外，核反應(yīng)堆根據(jù)燃料類型分為天然氣鈾堆、濃縮鈾堆、牡堆：根據(jù)中子能量分為快中子堆和熱中子堆：

根據(jù)冷卻劑（載熱劑）材料分為水冷堆、氣冷堆、有機(jī)液冷堆、液態(tài)金屬冷堆：根據(jù)慢化劑（減速劑）分為石

果堆、重水堆、壓水堆、沸水堆、有機(jī)堆、熔鹽堆、被堆；根據(jù)中子通量分為高通量維和一般能量準(zhǔn)；根

據(jù)熱工狀態(tài)分為沸騰堆、非沸騰堆、壓水堆：根據(jù)運(yùn)行方式分為冰沖堆和穩(wěn)態(tài)堆，等等。核反應(yīng)堆概念上

可有900多種設(shè)計(jì)，但現(xiàn)實(shí)上非常有限。

我國(guó)核能發(fā)展趨勢(shì)

中國(guó)核電從1985年開始起步，在1985年到目前的23年間，一共建設(shè)了11臺(tái)核電機(jī)組，總裝機(jī)容量為910

萬千瓦。核電基地分布在沿海的浙江、廣東、江蘇三個(gè)省，包括秦山一期、秦山二期、秦山三期、大亞灣、

嶺澳一期、田灣等項(xiàng)目，核電技術(shù)包括法國(guó)技術(shù)、加拿大技術(shù)、俄羅斯技術(shù)，這些技術(shù)引進(jìn)后都進(jìn)行了不斷

的改進(jìn)和發(fā)展，當(dāng)然，也有完全依靠我們自一發(fā)展的核電技術(shù)，比如秦山一期項(xiàng)目。

從上世紀(jì)80年代起，經(jīng)過起步和小批量?jī)蓚€(gè)階段的建設(shè)，我國(guó)目前形成了浙江秦山、廣東大亞灣和江蘇

田灣三個(gè)核電基地。截至到2004年9月，我國(guó)共有9臺(tái)核電機(jī)組投入運(yùn)行，裝機(jī)容量達(dá)到700萬「瓦,2003

年底，我國(guó)核電裝機(jī)容量和核發(fā)電總量，分別占我國(guó)電力總裝機(jī)容量和發(fā)電量的1.7%和2.3%。在浙江、廣

東兩省,2003年核發(fā)電量均超過本省總發(fā)電量的13%,核電成為當(dāng)?shù)仉娏?yīng)的重要支柱。與此同時(shí)，通

過引進(jìn)與自主研發(fā)，我國(guó)在核電站維護(hù)運(yùn)營(yíng)及設(shè)計(jì)方面都有了很大的的進(jìn)步：秦山一期核電站已經(jīng)安全運(yùn)

行13年，在2003年結(jié)束的第匕個(gè)燃料循環(huán)中創(chuàng)造「連續(xù)安全運(yùn)行443天的國(guó)內(nèi)核電站最好成績(jī)，2003年

世界核電運(yùn)營(yíng)者協(xié)會(huì)（WAN。）九項(xiàng)性能指標(biāo)中，秦山核電站有六項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到中值水平，其中三項(xiàng)指標(biāo)達(dá)

到世界先進(jìn)水平。秦山：期國(guó)產(chǎn)化核電站全面建成投產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)自主建設(shè)商用核電站的重大跆越，比投

資1330美元/千瓦，國(guó)產(chǎn)化率55%,經(jīng)受住了初步運(yùn)行考驗(yàn)，表現(xiàn)出了優(yōu)良的性能，實(shí)現(xiàn)了較好的經(jīng)濟(jì)效益

和社會(huì)效益。秦山三期重水堆核電站提前建成投產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了核電工程管理與國(guó)際接軌，創(chuàng)造了國(guó)際同類型核

也站的多項(xiàng)紀(jì)錄。廣東大亞灣核電站投運(yùn)10年來，保持安全穩(wěn)定運(yùn)行，部分運(yùn)行指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,

取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。廣東嶺澳核電站也已經(jīng)全面建成投產(chǎn)并取得良好的運(yùn)行業(yè)績(jī)。江蘇田灣核電站1

號(hào)機(jī)組正在調(diào)試過程中。此外，我國(guó)出口巴基斯坦的恰?，敽穗娬?000年6月并網(wǎng)發(fā)電,2003年負(fù)荷閃子

達(dá)到85%?

在西方發(fā)達(dá)國(guó)家如法國(guó)，核電巳經(jīng)占到發(fā)電量的很大一部分，而我國(guó)還有較大差距。要趕上世界先進(jìn)國(guó)家

的技術(shù)水平，我們還有很長(zhǎng)的路要走?，F(xiàn)在國(guó)際上已經(jīng)有成熟的三代核電機(jī)組運(yùn)行，四代機(jī)組已經(jīng)有研究成

果，而我國(guó)目前機(jī)組多為二代水平，三四代機(jī)組的自主研發(fā)刻不容緩。目前我國(guó)在建的核電項(xiàng)目大多為國(guó)外

引進(jìn)，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的還很少。中國(guó)目前正處在社會(huì)的轉(zhuǎn)型期，經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛，未來對(duì)能源的需求會(huì)

越來越大，發(fā)展核電是關(guān)系到國(guó)計(jì)民生的大事。在國(guó)家的大力支持下，中國(guó)核電事業(yè)的未來一定充滿曙光。

核電站安全知識(shí)

核電站事故后防輻射措施

1.遠(yuǎn)離放射源。遠(yuǎn)離放射源是最好的防護(hù)辦法。公眾應(yīng)迅速采取必要的自我防護(hù)措施，例如可以選用就近的

建筑物，關(guān)閉門窗，并根據(jù)地方政府的安排實(shí)施有序撤離。核事故發(fā)生時(shí)，切忌不能迎著風(fēng)跑，應(yīng)盡量往風(fēng)

向的側(cè)面躲?.

2.放射性的粉塵和水蒸氣在大氣中隨著氣流傳播，可以到達(dá)很遠(yuǎn)的地方，尤其是進(jìn)入平流層。當(dāng)年切木諾貝

利的放射性云層傳播到了瑞典，最遠(yuǎn)達(dá)到了2000公里。粉塵和水蒸氣劑量不會(huì)致命，但是會(huì)誘發(fā)癌癥，基

因變異，生殖畸形等問題.

3.放射性粉塵和水蒸氣落到地面，通常是夾在雨水之中。所以，在下雨天，絕對(duì)不要淋雨，盡量避免宜接沾

染雨水。并且要密切注意新聞，包拈核污染方面的新聞及天氣預(yù)報(bào)…

4.盡量避免裸露的身體表面直接接觸放射性粉塵和水蒸氣，尤其是口腔和嘴巴。在放射性塵土和水蒸氣污染

期間，多穿衣服出門，戴口罩、帽子、手套，盡量減少裸露身體衣面。若懷疑身體表面有放射性污染，采用

洗澡和更換衣服的方法減少放射性污染…

5.核輻射突發(fā)事件發(fā)生后，人有可能攝入放射性碘，并集中在甲狀腺內(nèi)，使器官受到較大劑量照射。服用穩(wěn)

定性碘片，能阻斷90%放射性碘在甲狀腺內(nèi)沉積。但是，碘片的服用要根據(jù)政府的指示，只有政府在評(píng)估事

故狀態(tài)以后才能決定是否需要服用碘片。不能僅憑個(gè)人主觀臆斷或恐懼而擅自服用。此外，食物與水，要確

定無污染才能攝入…

6.出現(xiàn)核輻射事故時(shí)，要注意心態(tài)平穩(wěn)，千萬不要惶恐不安。公眾必須盡可能獲取可信的突發(fā)事件信息，

了解政府部門的決定、通知.應(yīng)通過各種手段保持與地方政府信息溝通.切不可輕信謠禍與小道消息…

7.污染期結(jié)束后，做一個(gè)放射性檢查。

知識(shí)問答

1.穿白衣戴口甲.喝板藍(lán)根用茶油吃碘片能防輻射嗎？

穿白衣完全沒有意義，戴口罩可能能夠阻止部分放射性微粒進(jìn)入體內(nèi)形成內(nèi)照射，不過光蛾口罩也沒用處，

還要戴防毒面具。至于中華神油板藍(lán)根或者茶油之類的，完全沒有用處，不是以訛傳訛，就是別有用心。碘

防御輻射的原理是甲狀腺容易吸收碘，放射性塵埃中有碘131,如果被吸收危害大，