关于核能安全性的讨论

第一篇：关于核能安全性的讨论

关于核能安全性的讨论

09资科2班

罗小迪

摘要：自日本福岛地震之后，核安全问题引起社会上广泛而激烈的讨论，评估核能的优缺点和带来的影响，讨论核能是否应该成为未来电力的主要来源。

今年3月，日本地震导致了核泄漏，之后的一系列问题引发了全球对于核能安全性的激烈讨论。

自核能的开始利用以来，发生了不下10起严重的核泄漏事故，人们总结了20世纪全球十大核事故:

--1986年4月26日切尔诺贝利核泄漏事故：切尔诺贝利核泄漏事故被称之为历史上最严重的核电站灾难.1986年4月26日早上,切尔诺贝利核电站第4号反应堆发生爆炸,更多爆炸随即发生并引发大火,致使放射性尘降物进入空气中.据悉,此次事故产生的放射性尘降物数量是在广岛投掷的原子弹所释放的400倍.--1979年3月28日三里岛核电站事故：三里岛核电站2号反应堆发生的放射性物质外泄事故是美国历史上最为严重的核电站事故,尽管此次事故并没有造成人员伤亡.--1966年1月17日帕利马雷斯氢弹事故：在西班牙海岸上空进行加油时,美国一架B-52轰炸机与KC-135加油飞机发生相撞.撞击之後,加油机彻底毁坏,B-52轰炸机惨遭解体,所携带的四枚氢弹“逃离”破裂的机身.其中两枚氢弹的“非核武器”撞地时发生爆炸,致使490英亩(约合2平方公里)的区域被放射性 污染.搜寻人员在地中海发现了其中一个装置.--1968年1月21日图勒核事故：由于舱内起火,美国一架B-52轰炸机的机组人员被迫作出弃机决定,在此之前,他们本可以进行紧急迫降.B-52轰炸机最後撞上格陵兰图勒空军基地附近的海冰,导致所携带的核武器破裂,致使放射性污染物大面积扩散.--1957年10月10日温斯克尔大火：位于坎伯兰郡附近的一个英国核反应堆石墨堆芯起火酿成核灾难.大火导致大量放射性污染物外泄.此次核灾难是三英里岛核电站事故发生前最为严重的反应堆事故.--1987年9月13日戈亚尼亚核事故：在巴西的戈亚尼亚,一名垃圾场工人撬开了一个废弃的放疗机,并拆掉了一小块高放射性的氯化铯,灾难就此降临到这座城市,当时共有超过240人受到核辐射.由于被放射性材料的亮绿色蒙骗,孩子们用手接触并涂抹在皮肤上,导致几个街区污染,不得不拆除.--1993年4月6日托木斯克-7核爆炸：这起发生在西伯利亚托木斯克的核事故是由硝酸清洗容器时发生爆炸导致的.爆炸致使托木斯克-7的回收处理设施释放出一个放射性气体云.--1985年8月10日K-431核潜艇事故：在符拉迪沃斯托克(K-431核潜艇)补充燃料过程中,E-2级K-431核潜艇发生爆炸,放射性气云进入空中.10名水兵在这起核事故中丧命,另有49人遭受放射性损伤.--1999年9月30日东海村核事故：发生在东京东北部东海村铀回收处理设施的核事故是日本历史上最为严重的核灾难.事故发生时,工人们正在混合液体铀.--1970年12月18日加卡平地核事故：在巴纳贝利核实验过程中,美国内华达州加卡平地地下一万吨级当量核装置发生爆炸,实验之後,封闭表面轴的插栓失灵,导致放射性残骸泄漏到空气中.现场的6 名工作人员受到核辐射.利用核裂变发电，人们最担心的是它的安全性，因为：

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.核能电厂投资成本太大，电力公司的财务风险较高。

4.核能电厂较不适宜做尖峰、离峰之随载运转。

5.兴建核电厂较易引发政治歧见纷争。

6.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。

核能利用的安全性，主要有两方面问题：一是核废料的处理，二是保证核反应堆安全运行不发生事故。

这里我有了疑问，核燃料、核废料是如何处理的？

通过查找资料，得到的方案如下：

使用后的核燃料便是核废料，由于它有强烈的放射性，所以特别需要加以注意。通常要先在水池中放几个月，以去除裂变生成物的衰减热，并使强烈辐射能得到衰减。然后将燃料棒切成小片，放在溶解槽中用硝酸溶液进行溶解，再从溶解液分离出铀和钚。无用的废弃物，按照其不同的放射性水平给以不同处理，通常要密封起来深埋。

在日常运转中，主要需注意核泄漏。核泄漏通常是由于燃料棒包皮破损，使放射性物质随冷却材料而泄漏出去。在轻水堆中，为了防止核泄漏，设有三道防线。第一道防线是要保证燃料棒包皮不被损坏。第二道防线是把包括附属设备在内的反应堆都放在压力容器内。第三道防线是把压力容器再密封起来。这样，即使有些核泄漏，也不会对外部产生影响。

为什么核能那么令人担忧，却在世界上被广泛利用呢？

首先，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。

然后，核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳，核能发电所使用的铀燃料，除了发电外，没有其他的用途。

另外，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小，运输与储存

都很方便，一座1000百万瓦的核能电厂一年只需30公吨的铀燃料，一航次的飞机就可以完成运送。

在核能发电的成本中，燃料费用所占的比例较低，核能发电的成本较不易受到国际经济情势影响，故发电成本较其他发电方法为稳定。

由于核发电的历史已长达40多年，所以已经逐渐积累了一整套行之有效的方法，在正常情况下是可以保证安全的。40年来唯一一次灾难性事故是前苏联切尔诺贝利核电站事故。事故的原因一是设计上不合理，二是操作不正确。因此这类事故是可以避免的，而不是从原理上说必定会发生的。

相比传统发电方式，无论是从经济还是从环保方面看，核能都具有发展优势。从经济上看，发展核能有充分依据。现有的核电站通过延长运营寿命、增加容量等可以进一步降低发电成本。在环保方面，如果各国对二氧化碳排放采取惩罚性措施，核能就更具有竞争力。核能发电不产生温室气体，有利于解决全球气候变暖和空气污染问题。

总而言之，核能的安全性是有所保障的，目前已经有完整的处理和保护措施，发生核安全事故的可能性非常低。而核能带来的经济和环境效益让人无法忽视，在温室效应愈发严重的今天，发展核电是可行而有效的。

参考文献：百度百科，中国基础教育网，中国经济网

第二篇：光伏电站安全性讨论

光伏电站安全性讨论

从太阳能光伏发电等新能源的使用角度看，有许多特有的优点:

1、分布式光伏发电可实现就近供电，不必长距离输送，避免了长距离输电线路的损失;

2、太阳能不用燃料，运行成本很低;

3、太阳能发电没有运动部件，不易用损坏，维护简单，特别适合于无人值守情况下使用;

4、太阳能发电不会产生任何废弃物，没有污染、噪声等公害，对环境无不良影响，是理想的清洁能源;

5、太阳能发电系统建设周期短，方便灵活，而且可以根据负荷的增减，任意添加或减少太阳能方阵容量，避免浪费。这些优点使得分布式光伏发电不存在较高的操作难度和危险性，安全性得到了保障，为广泛推广提供了现实的可行性。

但从运行维护的角度来说，光伏发电也并非完全安全无隐患的。与独立占地的大型地面电站不同，分布式光伏发电需要依附居民住宅、工业厂房、仓库、商业大楼、学校市政建筑等，而这些建筑物载体一般都有人口密集、配装有相关精密仪器设备或存放有易燃物质的特点，所以分布式光伏发电对于安全性能的要求就更加严格，必须要保证光伏发电不影响这些建筑物原有的生产生活功能，对人员、生产、物资不产生安全隐患。

为了避免安全事故的发生，在开展电站方案设计及设备选型之时，会严格做好一系列准备工作。

第一：分析安装分布式光伏发电系统的载体建筑，做好合理安全的空间规划，必须安排专门的空间区域放置光伏组件和配电逆变等发电设备，尽量避免非专业人员接触发电设备，以免引发安全事故。

第二：对选用设备的品质和产品认证齐备情况进行充分的了解，确认逆变器所获得的认证证书和认证质量，不仅需要将EMC(电磁兼容)问题作为重要考虑内容，必要时要采用相关的辅助措施，以防出现发电设备对原有电子设备的电磁干扰，同时还需要在逆变器输出汇总点设置易于操作、可闭锁、且具有明显断开点的并网总断路器，以确保电力设施检修维护人员的人身安全，杜绝可能出现的孤岛效应。

第三：在完成以上要求的基础上，对防火、接地、应对强风方面加大防护力度。

第四：另一方面，在分布式光伏发电系统的正常运行过程中，我们应当坚持对发电系统进行安全性定期检查，同时不断提高分布式光伏发电系统的智能化运维能力，将所有可能出现的安全故障第一时间得到反馈，在保证发电效率的同时提高整个系统的安全性。具体来说，除了基本的消防安检措施外，还特别要求光伏系统具备自我检测、识别异常并主动停止异常发电组串工作的功能，降低火灾发生可能性。发电系统的任何一个环节，光伏电池、组串汇流、逆变设备等，都可以作为这一智能自检自控功能的加装应用载体。

通过分析，我们不难看出，分布式光伏发电在总体上的安全性是值得信赖的，随着行业标准和规范的不断提高，分布式光伏发电因为设备质量问题、设计建设问题而导致的安全隐患必然会越来越少，但是因为其自身发电模式的特殊性，还是需要业主关心分布式光伏发电系统的整体安全性能，养成定期维护的良好习惯。

第三篇：核能

1.切尔诺贝利核灾难之后

2007年4月26日，世界迎来切尔诺贝利核泄漏事故21周年纪念。21年过去了，切尔诺贝利的故事并没有结束，同时关于核电安全问题、核电事故问题的争论也一直没有停息过。

1986年4月26日凌晨1点23分，位于现乌克兰境内的前苏联切尔诺贝利核电站4号反应堆突然发生爆炸，1000吨重的密封顶盖被爆炸冲击波掀开，1700多吨石墨成了熊熊大火的燃料，火灾现场温度高达2000℃以上。8吨多强福射物质混合着炙热的石墨残片和核燃料碎片喷涌而出，释放出的福射量相当于日本广岛原子弹爆炸量的400倍。10天内，放射性尘埃落到了欧洲大部分地区。爆炸最终导致20多万平方公里的土地受到污染，污染地区包括乌克兰、白俄罗斯和俄罗斯，共有500万人受到福射感染；乌克兰受到核辐射感染的人有340万，其中包括126万名儿童；曾参与紧急清理核事故的83.4万工人当中，至今已有5.5万人死亡，另外7万人变成残疾人。

由于这次事故，核电站周围30公里范围被划为隔离区，附近的居民被疏散。在日后长达半个世纪的时间里，10公里范围以内将不能耕作、放牧；10年内100公里范围内被禁止生产牛奶。绿色和平组织在4月18日公布的一份报告说，这场世界上最为严重的核泄漏事故危害程度要比当时的评估高出十陪，泄漏物将在未来造成10万人死亡。该组织掌握的一份最新报告显示，由于核泄漏物进入了大气层，对空气造成极大的破坏，污染最严重的乌克兰、白俄罗斯以及俄罗斯境内的大约20万人伤亡，这些地区的癌症病例为27万多例，其中有9万多例非常严重。

…………

在2006年4月26日切尔诺诺贝利核事故20周年纪念日这一天，世界卫生组织发表了一份全面评估核事故发生以来对人们在健康方面所产生影响的报告。报告估计，在受影响最大的一些国家，事故发生时还是青少年的5000多人现在已被诊断为甲状腺癌；参加清理现场行动的工作人员、被撤离疏散者和白俄罗斯、俄罗斯以及乌克兰被污染地区的居民当中可能已有9000人死于恶性肿癌。报告指出，现在仍有500万人居住在被核物质污染的地区。他们当中的许多人显示出高于一般水平的焦虑和多种无法解释的身体不适症状。

…………

自从第一座核反应堆于1951年在美国投入使用以来，对核能的利弊之争便从未停止过。

在刚刚结束的《不扩散核武器条约》审议大会上，来自美国政策研究所的海伦•卡尔迪考特说，发展和使用核能有种种弊端。核工业的真正价值从来就没有被认真地分析过，这其中包括铀浓缩的成本，发生核事故后的巨大经济索赔，拆卸所有现存和新建设的核反应堆以及运输和将放射性核废料储存25万年的所需费用。

她说，人们普遍认为，核能是清洁能源，不向大气排放有害物质，其实事实完全相反。举例来说，美国肯塔基州杜卡的铀浓缩设施需要两个1000兆瓦的依靠煤炭提供电力的工厂。这些燃煤向大气排放了大量的导致全球气候变暖的二氧化碳。此外，它和俄亥俄州朴次茅斯的另一处浓设施加在一起排放氯氟烃占美国排

放总量的93％。氯氟烃除了导致同温层的臭氧变得稀薄以外，还是比二氧化碳强度高一万到两万倍的全球温室气体。

……事实上，一座1000兆瓦的核反应堆每年生产33吨具有放射性的高热度的核废料。在美国，大约有八万吨强放射性的废料被储存在103个核反应堆附近的冷却池中，等待着被运往一个现在还未选定的储存地。法国、日本、俄罗斯的情况也如此。这种危险的物质在穿越公路、铁路和航行海上进行运输的过程中以及在此之后的长期储存中成了国际恐怖主义分子瞄准的对象。一旦让他们行手，后果将不堪设想。

…………

毫无疑问，切尔诺贝利灾难让人类付出了沉重的代价，也拉响了安全利用核能的警钟。20年后的今天，当人类共同纪念这个日子，不仅仅是为了哀悼，更重要是为了牢记：只有安全、和平利用核能，才能造福人类！

第四篇：核能（本站推荐）

核能与核电原理

结业论文

姓名：朱少波 学号：U201115536 班级：电气中英1101班

2014年12月3日星期三

核电站事故对中国核电的影响

近两年来，由于中国国民经济持续快速增长，电力以及能源等的需求量不断增大。随着中国经济的增长，作为主要动力的电力，预计到2020年装机总量将达到8亿～9亿千瓦左右，由于目前中国电力结构以煤电为主，要实现上述目标，如全部用煤势必给资源、采掘、运输及环境带来难以承受之重。电力结构如果得不到优化，能源与环境两大问题的负面影响将难以克服。

在这种情况下，中国迫切需要寻找一种经济、高效的新能源。而风电、太阳能发电、潮汐发电等各类新能源，至今尚未解决电力大规模生产及经济性的问题。目前，能大规模生产电力的方式唯有核电，加快发展核电因此成为解决中国电力供应问题的必然选择。

中国核电建设已有20年的历史，截至目前中国共有核电站8座，共有15台机组，其中已建成运行的9台，正在建造的两台，已报送国务院并得到批准近期将开工的4台。

20年来，中国核电发展虽然进展显著，但距世界水平仍有很大的差距。目前全核电占电能的比重平均为17%，已有17个国家核电在本国发电量中的比重超过25%。而中国核发电量占总量却不到2%，远不到世界平均水平，更远远低于法国、美国85%和30%的水平。长远来看，中国的核能发电潜力巨大。根据规划，到2020年，中国核电装机比重将从目前的1.6%上升到4%左右，核电的装机容量将达到3600万千瓦左右，这个速度相当于每年建一座“大亚湾”。从配套发展角度来看，该规划将带动核燃料各个环节的能力和规模到2020年翻两番，必将为国家带来丰厚的经济利益，同时也将有效地解决资源及环境问题，产生良好的社会效益。

但是根据马克思哲学理论的教导，任何事情都有两面性，核能的发展也是一把双刃剑。随着全球多个国家相继在空气、云层或农作物中检测出不同程度的微量放射性物质，有关核能的担忧和怀疑情绪正在全球范围内蔓延。有迹象显示，在民众反核声浪的推动下，不少国家已被迫对本国核电政策作出调整。如在日本核事故之后，德国政府宣布暂停延长使用过期核电站计划3个月，并关闭7座核电站，对143座核电站进行安全检修。其环境部长更表示，将在2020年之前逐步淘汰核能。此外，瑞士也宣布停止修建核电设施申请的审核，并对境内所有核电站提前进行安全检查。

安全利用核能始终是核电事业发展的首要问题。在削减碳排放的今天，核电已经在发挥着不可替代的作用。然而，安全方面的担心很有可能阻止核电行业复兴——至少在西方的很多国家，民众都强烈反对政府兴建核电站。核事故不会去理会什么国界。日本也远不是利用核技术的唯一地震高发国家。我们生活在一个有核世界。日本福岛的核事故，正好也为其他拥有核技术以及合理发展核电事业的国家敲了警钟。我们该如何确保核设施安全运转，在发生类似情况下我们的应急措施是否完善，我们自己的硬件设备与人为业务是否过硬，等等诸多问题，都不得不引起我们的深思，给我们带来了新的启示。

第一：核电发展必须充分考虑环境变化等自然因素，核电站尽量建在不易发生重大灾害的地区。例如，日本福岛核泄漏是由于特大地震伴随海啸袭来从而引发的，而近几年由于人类对环境的破坏，灾害丛生地震频发。因此，中国核电建设的当务之急就是在设计的层面上充分考虑发生地震的可能性，在抗震方面的设计应该做好最坏的打算。只有这样，才能确保不出问题。在当前东部率先发展的大趋势下，我国沿海地区的经济和人口密度急剧增大。各级政府必须高度重视海洋灾害可能造成的影响，切实提高沿海地区的灾害防御能力。

第二：核电设施应该做好严格的监测和维护，严格禁止这些设施出现超期服役现象，而且不管在怎样的紧急情况下，电站内都必须拥有稳定可靠的“多路”供电系统。据报道，在福岛核电站事故中，泄漏的最主要原因是海啸超出了设想的水平，海啸引起的滔天洪水将柴油发电机房淹没，造成应急供电系统不能工作。并且福岛一期核电站原本设计寿命已经到期，但出于成本考量而继续运作，尽管在今年2月份的评估报告中，东京电力认为这种超期服役不存在风险，但由于其安全设计存在缺陷，最终导致了事态的恶化。

第三：核电发展必须严把质量关。核电是人类主要的清洁能源，具有高效、环保、低成本等特点，大力发展核电等清洁能源，是中国为了适应经济增长和环境保护需要而提出的重要经济战略，是我国经济可持续发展的需要。目前我国已经进入了核电高速发展的时期，核电一旦建成，将会接受时间的考验长期运行，中国同时或者陆续建设这么多台核电机组，我们必须十分重视建设质量，不能为了追求发展速度而降低了建设质量。

第四：对核电这种含有潜在高风险的行业要提前做好相应的应对措施。正所谓有备无患。像日本这种作为世界上利用核能最早也最普遍的国家，核能安全领域中的措施在世界上处于领先水平，在切尔诺贝利核电站事故之后，更是加大了对核电设施的防护力度，设计了多重应对措施，然而，在这场日本历史上最大的地震来袭之后，其既有防护措施却显得捉襟见肘，用于应急启动的电源无法运作，直接导致了后续一系列危机的产生和蔓延。中国核电设施一定要事先制定切实可行的应急预案。在安全运行的时候，就要提前做好一旦发生紧急事故如何处理的预案，对于一些有着潜在危害性的设施，管理者更应当加强事故处理和应对训练，特别是针对极端情况发生时的模拟演练更需提上议事日程，以避免一旦发生紧急事故而束手无策。

第五：我国应该还要在核能法律领域做出一些举措。由于我国在核安全和辐射安全方面存在法律空白，中国核安全问题比较突出，尽快出台核安全法律，这也正是进一步响应了习主席今年关于依法治国的号召，建议由全国人大常委会尽快制定出台核安全法，对核能安全监督、核能监管主体及责任、核事故应急处理以及相关法律责任进行全面规范。在人民群众中宣传法律意识，普及法律知识是非常切实有必要的，这样也可以进一步增加普通民众的自我保护意识，增加普通群众对核安全的进一步认识和了解，当整个社会对核能的认识达到了一定的程度的时候，相信对我们应用核能也会带来不小的帮助。

如今这个一次能源日益匮乏的世界上，石油与煤炭也不能够撑起我们日常庞大的能源开销，而太阳能、地热、风能等技术又受到了极大技术层面的限制，无论从技术层面还是长远可行性的发展而言，核能都不得不首当其冲地成为竞争性极其优越的首选能源，而核电也就不能不成为当今以致以后整个社会发展的主流趋势。相信中国必定会在核能的研究以及应用领域走在世界的前列。在未来，也许社会超过一大半的电力供应会来自核能。我们显然不能只是因为担心核电带来了一定负面效应就停下我们探索的脚步，任何事情都是一把双刃剑，带来利端的同时也必然会产生了弊端。一个封闭严密、安全系数超高的核电设施都有他的风险性，都可能因政策、人为的造成周边乃至大半个世界的不安。深藏在世界核武库中的数万枚杀伤力远大于类似核能事故的核弹，给人类带来的威胁其实更大!而核电站事故到给我们更多的应该是思考怎样高效而安全的利用核能为我们人类服务，在生活领域给我们带来极大的帮助，这对于我们来说既是机遇，又是挑战，但是有一点我们也还是必须正确认识，那就是无论我们怎样发展，保护人民的生命财产安全永远应该被放在第一位，一切都不该越过这个界限，这样我们才可以继续思考如何更好的发挥核能的巨大潜力。

第五篇：核能

核能

1核能是一种高密度的优质能源

燃烧煤是碳的氧化反应，1个碳原子与1个氧分子结合生成1个二氧化碳分子，释放出能量（E），这个能量小得很，燃烧1千克标准煤可释放出7000千卡多热量。碳（C）＋氧（O2）→二氧化碳（CO2）＋能量（E）煤、石油、天然气燃烧，都是释放化学能，化学能是原子重新组合及其电子重新分配的结果，原子核本身并没有发生变化。核电站中发生的是铀核裂变反应，1个铀核裂变释放的能量约为200兆电子伏。因为235克铀中含有6.023×1023个

（阿伏加德罗常数）原子核，1克铀中含2.56×1021个原子核，所以说，1克铀-235释放的能量可达到5.12×1023兆电子伏。燃烧1千克铀-235放出热量1.96×1010千卡；燃烧1千克标准煤放出热量7000千卡。通过计算，1千克铀-235裂变放出的热量相当于燃烧约2700吨标准煤。由此可见，核能比化学能大几百万倍，是一种高密度的优质能源。2 原子核结合能

自然界中物质都是由原子组成的，原子是由位于中心位置带正电荷的原子核和围绕原子核旋转带负电的电子构成的，而原子核又是由质子和中子组成的。质子和中子是由被称为“夸克”的更小粒子组成的，夸克又是由更小的粒子组成的，夸克的结构目前正在探索中。迄今人们已发现了物质5个层次结构（分子—原子—原子核—核子—夸克）和310多种基本粒子。在原子核中，中子不带电，质子带正电。同性要相斥，把质子和中子紧箍在一个非常小的空间（原子核直径约为10-13cm），存在着一般巨大的力（即核力），比电磁力要大130倍。核力与电磁力、万有引力都不同，它只在原子核直径的很小范围内起作用。当质子和中子重新组成新原子核时，核力的强大作用使核子间排列得更紧密，会出现质量减少和放出能量的情况，这种释放出的能量，称之为原子核结合能。3

链式裂变反应

用中子去轰击铀-235原子核时，可使铀原子核破裂成2个新的原子核，并放出2~3个新的中子，而新中子再去轰击周围的铀-235原子核，会产生新的裂变和新的中子。这样，铀-235原子核在极短时间内发生链式裂变反应，蕴藏在铀原子核内的巨大能量就释放出来。1千克铀-235全部裂变释放出的能量相当于2700吨优质煤完全燃烧时所放出的能量。4 质量能量关系式

爱因斯坦提出的相对论指出，质量和能量可以相互转化，质量消失，会产生能量。原子核质量亏损所释放出的结合能，可以由爱因斯坦提出的质量能量关系式计算得出。E＝mc2 式中，E—释放能量（尔格）；m—亏损质量（g）；c—光速（3×108m/s）。根据这个公式，1个铀-235核受1个中子轰击，分裂成2块碎片X1和X2，并放出2~3个中子（平均2.5个），释放出约200兆电子伏能量，极小的质量转化成了极大的能量。5原子反应炉

核反应堆是一种特殊锅炉，也有人称它为原子反应炉。现代的核反应堆，从外面看是一个立式球形顶的圆柱体或球形建筑物，这就是所谓核岛。至于发电部分（也称为常规岛），核电厂与火电厂都用蒸汽膨胀做功，推动蒸汽轮机旋转，带动发电机发电。核电厂与火电厂主要的不同是蒸汽供给系统。火电厂依靠燃烧化石燃料释放的化学能制造蒸汽；核电站是依靠燃料裂变反应释放的核能来制造蒸汽。原子反应堆，有人称它为“原子锅炉”，当它燃烧时，既看不到火，也看不到烟，却有一个高高的“烟囱”。但它从来不冒黑烟，因为它只是一个排风设备。生炉子要用火柴和木材点火，反应堆“点火”是提供引发裂变反应的第一代 中子，这是依靠反应堆内安装的点火中子源来实现的。6 控制棒控制核裂变反应快慢

普通锅炉是靠调节供煤量和调节风量来控制它的燃烧速率；核反应堆则是靠控制棒来控制核裂变反应的快慢。控制棒有很强的吸收中子的能力，它是用镉、硼、铪等材料做成的。提起控制棒，中子数增加，反应堆功率就上升；插入控制棒，中子数下降，反应堆功率就下降，甚至反应堆的裂变反应会停下来。火电厂燃烧释放出的热量是用水传出的，水吸热变 成蒸汽，推动蒸汽轮机—发电机组发电；反应堆中铀裂变。放出的能量是用导热性能好、吸收中子少的物质做冷却剂，把热量传导出来。这种冷却剂（又称载热剂），或用液体（如水、重水），或用气体（如二氧化碳、氦气），或用液态金属（如液态金属钠、液态钠-钾、液态铅-铋等）。慢化剂使中子减速

铀-235裂变反应放出的中子速度太快，动能为1兆电子伏的中子，速度可达到20000km/s，这样快速的中子，是很难打中小小的铀核实现裂变反应的，必须把它的速度减慢下来，动能减到小于1电子伏，成为慢中子（或热中子），才能有效打中铀核，发生新的裂变反应。现在人们已经找到了许多优良的慢化剂，如轻水（普通水）、重水、石墨、铍等。它们吸收中子或吸收中子很少，并且可以有效地使中子减速。根据核电站用的减速剂的不同，人们称其为不同的堆型。8

核电站工作原理

将原子核裂变（或聚变）所释放的核能转变为电能的系统和设备通常称为核电站。原子核反应堆类型不同，核电站的系统和设备也有所不同。下面以压水堆（核电站的主力堆型）为例，介绍核电站的工作原理。压水堆核电站主要由原子核反应堆、一回路系统、二回路 系统及其它辅助系统和设备组成。其工作原理如图1所示。一回路系统是将裂变能转化为水蒸汽的热能装置，它由反应堆、一回路循环泵（即主泵）、稳压器（即稳压罐）、蒸汽发生器以及相应的管道等组成。原子核反应堆内产生的核能使堆芯发热温度升高，高温高压的冷却水在主循环泵驱动下，流进反应堆堆芯，将堆芯中的热量带至蒸汽发生器。蒸汽发生器再把热量传递给二回路循环系统中的给水，使给水加热变成高压蒸汽，放热后的冷却水重新流回堆芯。这样不断地循环往复，构成一个密闭的循环回路。一回路循环系统一般有2~4条并联的密闭环路，每条环路由1台主循环泵和1台蒸汽发生器与相应管道连接而成。为了确保安全，将整个一回路循环系统的主要设备集中安装在1座立式圆柱状球形顶盖密封建筑物（通常称为核电站安全壳）里。它是采用预应力混凝土内衬钢板的大型建筑结构，能承受一定压力，可以防止放射性物质穿透和向外扩散。二回路循环系统由汽轮机、发电机、冷凝器（即凝汽器）、二回路循环泵等设备组成。二回路中蒸汽发生器的给水吸收了一回路传来的热量，变成高压蒸汽，然后推动汽轮机，带动发电机发电。作功后的废气在冷凝器内冷却而凝结成水，再由给水泵送入加热器加热后重新返回蒸汽发生器，再变成高压蒸汽推动汽轮发电机作功发电，这样构成了第二个密闭循环回路。二回路系统设备均安装在汽轮发电机组厂房内，一回路和二回路通过主蒸汽管道与蒸汽发生器连接。核电站的二回路系统和普通火电站的动力回路相似，蒸汽发生器和一回路系统相当于火电站的锅炉。由于反应堆一回路系统往往带有一定剂量的放射性，因此，从反应堆出来的冷却剂一般不宜直接送入汽轮机，否则将 会使常规机组操作维修复杂，所以核电站一般比火电站要多一套动力回路。核电站还设有为了维持核电站正常运行和防止事故的辅助系统厂房、电站循环水泵房、输配电厂房以及放射 性废物储存和处理等厂房。9核电发电所需燃料

火电发电需煤、石油、天然气等化石燃料，它们是古生物长期深埋在地底下形成的，烧完即没有了，不能再生。且它们是宝贵的化工原料，烧掉实在可惜。地球上，煤、石油、天然气的储量有限，经过不太长的时间就会完全消耗掉。现在，世界上所运行的反应堆绝大多数是热中子堆，热中子堆发电所需燃料主要是铀-235，1台100万千瓦的核电站每年只需要补充30吨左右的核燃料。铀在地壳中贮存量虽然不算多，但是地壳中有着丰富的钍，钍藏量为铀的3~4倍。钍有6种同位素，主要是钍-232。钍-232和铀-238一样，它不是易裂变材料，但它可转换成易裂变核燃料铀-233。地球上铀、钍资源的能量，是全部化石燃料总能量的20多倍，而且，海水中还含有很多铀。海水中平均铀含量为3.3μg/L，据估算，海水中含有铀迏45亿吨之多。但是，现在世界上还没有1个国家实现工业化海水提铀。天然铀中将近99.3%是难裂变的铀-238，而铀-238可以在快中子堆中通过核反应转换成易裂变的钚-239。快中子堆所生成的易裂变材料（钚-239）比消耗的易裂变材料（铀-235）来得多，所以称之为增殖堆。快中子堆裂变可以在快中子堆中通过核反应转换成易裂变的钚-239。快 中子堆所生成的易裂变材料（钚-239）比消耗的易裂变材料（铀-235）来得多，所以称之为增殖堆。快中子堆裂变可使铀资源的利用率提高60~70倍，且快堆还可消耗热中子堆所产生的令人头痛的长寿命锕系元素，减轻地质处置核废料的负担。