⑴ 急求!~~~~~关于核电站的问题
五条理由否定乳山核电站:
(1)山东半岛沿海80公里距离之间规划了3座核电站,其中海阳核电站和乳山核 电站相隔20公里。距离2009年在建项目乳山核电站仅仅6公里之遥,有一个着名的国家级银滩旅游度假开 发 区。开发区始建于1992年,1994年被评为省级旅游度假区,2002年又被国家评为AAAA级旅游 度假 区。开发区投入基础设施建设十多亿元,已经引进各种投资100多亿元。来自省内的68家企业抢滩银滩 建设,
大庆油田、长庆油田、太原石化、齐鲁石化等“巨头”纷纷落户,科技园中来自日本、美国、韩国、新加 坡等境外 投资建设项目如火如荼。银滩已经建设成为具有60万人口,2000多栋现代化建筑,和一大批具有 国际标准的 酒店、游艇码头、高尔夫球场的新兴旅游基地。
应该说,发展旅游经济和发展核电是两个不同的经 济建设定位思 路。在银滩20公里外的海阳已经规划了一座核电站,是不是非有必要在距离银滩6公里的红石顶 再规划一座核电 站呢?这样的思路是不是发昏?国家核电安全条例要求,核电站距离10万人口聚居地和100 万人口的城市要有 足够安全的距离。09年拟建的乳山核电站远期规模达到600万——800万千瓦,总投资 600——800亿 元。如此巨大的投资项目为什么非得选中近在咫尺的银滩?据地方报纸报道:山东省渴望成 为“核电大省”,“胶 东半岛有望形成核电群”,三所核电站“都排上了队”……。乳山政府为了争取到这个项 目“费了很大劲”,他们 和投资方鲁能集团已经于05年1月签定了合作协议。目前,重新审定和制止乳山核电 站的工作已经迫在眉睫。
(2)乳山银滩地处联合国授予“最适合人类居住的地区”山东威海乳山,她是国家的 宝贵资源,不容地方官员愚 蠢糟蹋。银滩依山傍海,风光旖旎,其绵延20多公里长的沙滩细腻松软,洁白如银 ,被誉为“天下第一滩”,“ 东方的夏威夷”。这里年平均气温为12.3℃,冬暖夏凉,是典型的暖温带海洋 性气候,最适合人类居住。银滩 又是杰出的自然文化遗产,值得中华民族骄傲。这里有天然海水浴场,供游人沐 浴;万亩沿海防护林带,为游客提 供森林旅游之趣;区内还有4平方公里水面,蓄水量3000万立方米的潮汐 湖、以及珍珠湾、白浪湾、月亮湾、 宫家岛、三观亭、仙人桥等自然景观;他们鬼斧神工,极具韵致,有如仙境 。银滩的海水和海岸线清洁环保,没有 遭受工业污染,至今保持着最天然的自然生态环境。
银滩是大自然赐予 人类的不可多得的“圣洁礼物”,因此她 两次被联合国评为“最适合人类居住的地方”,这也有力地证明了未来 旅游度假前景的不可估量。银滩犹如“九寨 沟”一样,是全人类的共同财富。这样稀缺而珍贵的海景,这样没有 经过任何污染的海景,这样的宝地,天下难寻 。在我国,更是十分缺乏。银滩假如被6公里外的核电站侵蚀,数 十年之后将留下深藏核废料的荒芜之地,银滩将 以中国人对环境不负责任的“反面典型”载入史册。(3)地方 政府发展经济心切可以理解,但发展经济万万不可 违背客观规律。从地质上讲,乳山银滩本身就是地震断裂带,
几乎每年都有地震发生。最近的一次地震发生在去年 。据山东省地震局测定,2005年1月18日12时零9 分,乳山市乳山口镇发生4.3级地震,随后发生多次 余震。地震导致威海普遍有震感,烟台局部地区有震感,
青岛高层建筑有轻度震动。地震容易引发核泄漏,这是不 可改变的大自然现象。地方政府假如不顾危险,硬要将 核电站当作政绩、争先恐后大上特上,其结果将不堪设想。
(4)在距离银滩6公里的地方规划核电站,这属 于重大建设项目,属于和老百姓生活密切相关的大事。这 样的大事事先却缺乏基本的听证,没有能够倾听意见,
属于听证极其不完善。银滩的建设者和热爱者中,有来自全 国许多城市的创业者,有在石化战线奋斗了一生的退 离休老职工,有来自海内外的华人华侨,有大批的有成就的人 士。他们支持国家发展核电产业,但觉得乳山核电 站的选址不妥。核电站是可以无限建造的,而美丽的银滩是不可 复制的。核电站的报废期只有几十年,能与“可 持续发展”的百年、万年大计相比吗?遗憾的是,虽经强烈要求,
却没有任何当地的官员“屈就一下”,来听取 这些来自全国各地的正确的意见。相反,网民们发表意见的网站也屡 遭关闭。这种现象是极不正常的,让我们已 经寒到心里了。
(5) “建设环境友好型社会”是建设和谐社会 的重要途径之一,和谐社会不仅是指人与 人之间的和谐,也包括人和自然之间的和谐。调整优化产业结构,实现经 济增长方式的转变,正是建设环境友好 型社会的关键举措和必然选择。我们认为,在山东半岛的天然优势资源下,
大力发展潮汐、风能的发电,充分利 用太阳能作为辅助能源,这样既保护了环境,又为国家4A级旅游度假区增添 一道靓丽的风景线,也充分体现了 把“建设资源节约型、环境友好型社会”摆在突出位置。建议国家有关部门和当 地政府,认真比较风力发电、潮 汐发电、核电在胶东半岛的优劣,阻止一窝蜂不加节制的上核电,避免给国家、给 人民造成重大的损失。
从安全性讲,核电基本上是安全的,但这也只能是“基本上讲”,不 安全的因素是客观存在的,从山东半岛的地理位置看,发展核电我认为不是最佳的选择,因为这里交通便利,各种 能源成份丰富,特别是在海阳、乳山、荣成三市风力资源十分丰富,这为山东半岛地区的经济持续发展提供了得天 独厚的条件。从规划的乳山核电站的投资看,600亿元的投资,建成600万千瓦的核电站,相当于每千瓦核电 的投资为1万元人民币,高于风电每千瓦8000元的投资,而从建成的运行成本看,核电站的运行是需要高成本 的核燃料的,而风电则不需要为“燃料”投入,只是设备维护的成本。从安全距离上讲,城市建设和企业的建设必 须远离核电站,这就势必制约了地理经济的发展,而风电则没有这种要求。最近几年我正在研究新型风力发电原理 ,目前已基本形成一种利用风力发电的新理论,我做过初步计算,在山东半岛海阳、乳山、荣成三市风力资源十分 丰富的120公里海岸线可以建设1200台6000千瓦的新型风力发电机组,总的装机容量为720万千瓦,
总投资为600亿元人民币,建设周期3-5年,其经济效益、社会效益和环境效益是十分可观的。建议慎重考虑 在海阳、乳山、荣成三市建设核电的项目,以免为山东的经济和社会发展留下百年担忧和后患。
于惠州与深圳之间的大亚湾,虽然海水碧蓝纯净,岛屿星罗棋布,堪称夏日避暑的好去处,但是直到第一座核电站在1994年建成投产之前,这里仍旧是一个不太知名的平凡所在。两个月前的一个下午,我坐在前往核电站的“专车”里,不时地了望着若隐若现的海岸,清凉湿润的海风从车窗外吹来,让我对这次不同寻常的“探秘之旅”充满期待。
到达目的地大约要两个小时的车程。我一开始就要求坐在副驾驶的位置,因为这不仅能让我在第一时间得到最直观的感受,而且可以近距离地观察这第一位“直接”来自大亚湾核电站的人。
其实大亚湾核电站只是一个笼统的叫法,这里还有一座岭澳核电站,距大亚湾核电站仅有一千米,2003年初刚刚竣工投产。接我的司机师傅就是来自那里。
被双层铁丝网保护起来的大亚湾和岭澳核电站,两面临海,两面靠山,看上去就像一座戒备森严的要塞。开阔的厂区里各种建筑零星散布在巨大的草坪之间,茂盛的榕树撑起巨大的树荫,倒像走进了一个环境优美的大公园。孤零零几座铁塔将高压线引向远方。沿着输电线的方向,就可以看到圆柱形的厂房。那就是核电站的生产区。
我下意识地看了一眼门外冷面侍卫的荷枪武警和若无其事的便衣保安,然后小心翼翼地把“特别证件”放到那具令人敬畏的自动装置里,我一直都在目不转睛地看着它,担心会有某种尖利的警报声突然响起来,自己成了一个被叫到一边仔细盘查的“可疑分子”。不过,谢天谢地,什么事都没有发生。
这里的人员通道由许多扇旋转门构成,门边有读卡器和密码键盘,门上还有摄像头。我注意到,几乎在生产区内的每个重要关口都有这种需要刷卡并输入密码的门。而车辆通道除了数道栏杆外,还有从地下升起的防闯关路障。门卫要把车里车外都检查个遍才放行。没有特殊的通行证,即便是挂着核电站牌照的车也不能进入。
核电站的布局十分紧凑,尽管司机尽量开得很慢,好让我看得更清楚一些,我们还是仅用两分钟就绕行了一周,对厂房分布也有了大致的了解。核电站的主体建筑是核反应堆厂房以及汽机厂房,辅助设施散布周围,较那两组建筑低矮许多。最后我们停在二号机组汽机厂房门口,里面正传来低沉的轰鸣。
我学着陪同讲解的左裕轩工程师的样子,用防噪音耳塞堵住耳朵,系牢安全帽,长出一口气,准备进入这扇足有10米高10米宽的神秘大门。
不用仔细阅读楼梯下的警示牌,我们也明白这里的“环境噪音高于85分贝”,应该“带好耳塞”,因为即使面对面地站着,也很难听清彼此在说什么。我真后悔没有学点手语。
离门最近的一段楼梯导引我们进入一座巨大的立体迷宫。标着各种颜色、粗细不一的管路在楼梯边纵横交错,管道的颜色代表其中流过的物质类别,箭头则表明了流向。看到白底红字的“当心烫伤”字样,吓得我只敢在过道中间行走。不过,后来左裕轩告诉我,那些通有高温蒸汽的管子都有很厚的隔热层,外面再裹上银白色金属皮,特别是靠近楼梯和过道的管子,“肯定都不热”。
天花板上的灰色桁架和黄颜色吊车离地面有十层楼那么高,再加上构成“地板”的铁栅格,没过多久我就有了悬空的晕眩感。不过这种材质“重量轻、强度大、利于通风散热”。后来一位工程师告诉我说,在核岛内的楼梯楼板也都是用铁栅格制成,在紧急冷却时上面淋下的水可以快速漏到反应堆厂房底层,并循环使用。
再往上爬,管路更加密集,空气也越来越热,头上捂着安全帽难以散热,汗水不断顺着脸滴下来,这多少分散了我对无处不在的噪声的注意。而且,耳塞只能减弱一部分噪声,无孔不入的声波还是会钻进耳朵,令你心烦意乱。而伴着噪声从脚底传来的振动又助长了声音的效果。我总觉得耳边有种东西在尖叫,这幻听在离开汽机厂房后好一会才消失。
直到穿过一个狭窄的楼梯口,我们终于踏上了汽机厂房的最高一层。这时一切才豁然开朗起来,宽敞的空间里凉风袭面,送风机吐出强劲的气流从脸上掠过,让人精神一振。明亮的天光从宽大的窗子洒进来,眼睛还不能适应。那感觉就像从泰坦尼克号机器轰鸣的闷热底舱一下来到了顶层甲板一样。“这吹出的是二氧化碳,可以扫除氢气。氢气传热性能好,是发电机转子的冷却气体。”左裕轩用手擦着脸上的汗珠,一直没有摘下安全帽。
酷热虽然消失,但振动更强了。振源就卧在几米开外。半径一人多高的汽轮机发出极低沉的呜咽声,尺码同样很大的发电机在前面,与汽轮机“头顶头”地串联在一起。楼下的各路管道就在这里消失,通入这两台机器中。可以想象,在厚厚的外壳下,沉重的涡轮叶片被呼啸而来高压蒸汽推动旋转,同时带动缠满线圈的转子以每分钟3000转的速度转动,而支撑这些巨大部件的轴承就“埋”在我们脚下这十几厘米厚的水泥梁板里,没有剧烈的抖动才怪呢。而这台发出怒吼机组运行起来足以满足深圳地区1/6的电力需求,想到这一点,我仿佛感到了工业巨人心脏的有力搏动。
我们绕机组转了一圈,找了一台电梯下去,没有再走楼梯。算是逃离了闷热“底舱”的煎熬。
出来后我才觉察到,后背的衣服已经湿透了。对于一个在核电站汽机厂房工作的人来说,这里可能没有对“核辐射”的担心,但那无处不在的热量与噪音实在令人难以消受。从这个角度来看,这与在火电厂工作也没什么区别。
大的一个汽机厂房里,其实只有我和左裕轩两个人在溜达。因为传感设备“非常先进,工作人员完全可以在厂房外了解设备的运行情况。”左裕轩一边走一边向我做些必要的解释。
“你是干什么的?”在通向主控室的走廊里,严肃的声音让我立刻停住了脚步。这时,一个带着蓝色安全帽的人面无表情地走到我面前,仔细打量着我那顶随手抓来的白色安全帽和便装。我把证件主动递到他手上,他一边翻看,一边对左裕轩小声叮嘱了几句。原来,白帽子一般是工程承包商用的,我又没穿工作服,难怪令工业安全员生疑。
主控室是一个完全没有自然光的大房间,操纵员就坐在两排控制台之间。进入那里之前必须把安全帽摘下,因为“不小心掉下来砸在按钮上可不得了”。高大的仪表盘上信号灯如繁星闪烁。“我们每隔半小时就要起身把所有仪表,指示灯巡视一遍,行话叫‘巡盘’。我们的工作就是发现异常,做出判断,然后根据那边的程序手册”,他指指墙边的书架,上面放着几十册大本子,“找到对应的处置程序处理就可以了。如果核电站是一台电脑,主控室是CPU,那我们操纵员就是将程序读取到CPU的环节。”左裕轩一边隔着玻璃墙向里面当值的操纵员点头致意,一边概括了自己的工作性质。
岭澳和大亚湾的厂房内部十分相似,“连厕所的位置都一样。”与许多在岭澳供工作的核电人一样,左裕轩是在大亚湾工作四年后调到这里的,因为厂房设备相似,人员互换起来很方便。我们又来到正在检修的岭澳的一号机组,机器都没有运转,厂房清静无比,只能听见送风机的呼啸声。
从一层到顶层,前后遇到两拨人向左裕轩请教技术问题。我不由得赞叹,到底是“白银人”啊——这个名头是我杜撰的,以区别于喝过洋墨水的“黄金人”。上世纪80年代末、90年代初,大亚湾第一批技术骨干在法国受训,人均学习成本超过100万法郎。核电人戏称之“黄金人”。后来这里建设了培训中心和全尺寸仿真模拟机,不但大大降低了反应堆操纵员的培训成本,更获得了自主“造血功能”。
当我向“白银人”提出是否可以到反应堆厂房里看看反应堆的样子。他惊讶地瞪大了眼睛:“核岛里面?那还得要更高级的出入证。他们严格控制无关人员进入,连我都没进去过!——不过,我可以带你去另一个地方,那儿离核反应堆也很近。”他朝我神秘地眨眨眼睛。随后带我七拐八绕,又爬了一段铁楼梯,来到了天台。苍翠的山色下,两个灰白色的柱面出现在眼前,这就是反应堆厂房的安全壳!
这儿的确是我们所能达到的距核反应堆最近的地方。千万不要小看了这个貌不惊人的“水泥罐”,它坚固足以抵御小型飞机的直接撞击。如果按年发电能力换算,每个反应堆都蕴含了相当于270万吨煤燃烧释放的巨大能量。这么多的煤可以装满6万节车皮或者上百艘巨轮,而这里每年需要补充的核燃料不过区区30吨,还不到一节车皮的载重。
我按耐住激动的心情,小心翼翼地把手掌贴在水泥壳上,试图感受从里面传出的巨大热力。出乎意料的是,它的温度一如其表面的颜色,冷冷的,与任何一堵晒不到太阳的水泥墙没有什么区别。这也难怪,尽管正常运行时抱着锆合金管的核燃料芯块温度能达到2000多摄氏度,可是不断有流水带走它的热量。何况我们之间还隔着几米深的硼酸水、20厘米厚的钢质压力容器、十几米的空气……还有6毫米的钢衬、1米厚的预应力钢筋混凝土……最后能传到我手心的热量还会有多少?不但热量传不出,就是核辐射也被挡在里面无法逸出。与没有安全壳的切尔诺贝利核电站相比,无论这里面出了什么问题,带有放射性的液体、气体都不会泄露出来。
怎么不像其他厂房一样给这个安全壳涂个漂亮的颜色呢?我心想,这个大家伙太扎眼了,简直跟周围环境格格不入。“那是为了能检查出外壳的微小裂缝才故意不刷任何涂料的,现在的颜色就是水泥的本色。”左裕轩拍打着安全壳,好像要试试它有多结实一样,幽默地说,“要是把值钱的东西放进这里,可能比银行的金库还要安全。”
满三十的左裕轩是掌管核电站“金钥匙”的反应堆操纵员,拥有这个资格的人在中国大陆不会超过200个。1996年,这位电厂热能动力专业毕业的大学生没有像其他同学那样,去火电厂工作,而是选择到核电站来。“那时家里人害怕这儿不安全,担心会有核辐射啊!”
核电站刚投产时,附近的居民也都不知道核辐射的底细,甚至不敢再吃大亚湾的海产品,致使当地的渔业经济萧条过好长一段时间。香港人对当时大陆的环境监测也心存疑虑,在靠近大亚湾的岸边还特别建立了放射性监测站,旁边修了核医学诊所。有报道说,一位游客曾经从大亚湾附近钓鱼回港,浑身长出红疙瘩,结果被隔离医治,后来发现,那不过是太阳暴晒引起皮肤过敏而已。
不过,现在情况已经变了。从1987年开始,经过6年多的建设,1994年的2月和5月,大亚湾两台机组先后投入商业营运。拜核电站建设所赐,当地老百姓早早地搭上了经济发展的快车,搞网箱养殖。面孔黝黑的李广生是一位从广西过来“打工”的渔人。“这里鱼肥,一网下去就能捞到小半舱鱼”——他的话多少有些夸张,不过这里的渔业资源丰富倒是事实。
建设核电站对生态是否会带来不利影响一直是环保人士关心的问题。核电支持者认为,如果没有大亚湾和岭澳核电站,广东和香港两地每年要多消耗燃煤1060万吨,这会产生2700万吨二氧化碳、10万吨二氧化硫和6万吨一氧化氮,排放到大气中的尘埃会增加上万吨。煤从地下掘出,带有微弱的天然放射性。聚沙成塔,火电释放的放射性物质比相同发电能力的核电站正常排放的还要多。根据中国原子能科学研究院的调查,大亚湾和岭澳核电站是参照法国20世纪80年代初的同类核电站建设的,法国开始使用这类反应堆以来,从未发生过引致重大辐射后果的严重事故,所以,大亚湾两座核电站的正常营运应该也不会对当地海洋生物和周边环境产生辐射危害。
但是反对者的担心似乎也不是杞人忧天。他们指出,由于大亚湾周边的河流较小,营养盐的输入主要靠外海,核电站对其周围的生态环境存在一定影响。根据研究,受到海边核电站微量放射性流出物影响的主要生物群体不是浮游动植物,也不是鱼类,而是底栖动物,但影响也十分有限。
我站在厂区中的小山上极目远眺,天空碧蓝如洗。南澳岛的苍翠的山峰可以隔海相望。每到春天,离核反应堆厂房不到200米的草坪上都会有迁徙的白鹭落脚栖息,成为核电站的一景。不过,不要以为这里的绿化植被纯粹是为了美观。“这里的植物有的不是本地物种,是我们专门移植过来检测核电站对环境的长期效应的。”环境监测站身穿白大褂的工程师陈跃告诉我,核电站厂区里的植物中不少是对核辐射比较敏感的“指示植物”,松树就是其中一种。他们会定期采集松针到实验室分析放射性是否超标。同时,他们也会到附近海域捞取马尾藻和在海底生活的贝类进行化验,这些也都是很好的“指示生物”。十年来对大气、海洋、土壤和生物不间断的监测表明,这里的放射性指标“并没有出现可察觉的变化”。
核安全是这里的头等大事,对于核电招待所的保洁主管李素菊来说,也是如此。当我见到她时,她正拿着秒表和本子,站在我的房间门口,考核新来保洁员的业务技能。李素菊从中原农村来大亚湾已有十年。我发现她的核电知识之丰富超乎我的想象。“现在都兴竞争上岗了,我们的一个业务技能就是要掌握核安全知识和应急撤离计划。虽说核电十分安全,可万一出了事故,我们可以帮助像你这样的房客迅速撤离。”
几天后,司机王天峰开车送我到机场。他以前在西北地区的一家核工厂——在我看来那是一个更加神秘的所在——运输核材料,十几年前为支援大亚湾核电站的建设,拉家带口来到了广东。在路上,他终于按捺不住自己的困惑,脱口问道:“核能发电本质上就是烧锅炉嘛!怎么会有这么多人感兴趣,跑过来参观?”
我不知如何作答,毕竟像我这样能在大亚湾两座核电站进行“探秘”的中国人还是太少了。
⑵ 核电的基本知识
世界上一切物质都是由原子构成的,原子又是由原子核和它周围的电子构成的。轻原子核的融合和重原子核的分裂 都能放出能量,分别称为核聚变能和核裂变能,简称核能。
这里提到的核能是指核裂变能。前面提到核电厂的燃料是铀。铀是一种重金属元素,天然铀由三种同位素组成:
铀-235 含量0.71%
铀-238 含量99.28%
铀-234 含量0.0058%(铀-235是自然界存在的易于发生裂变的唯一核素。)
当一个中子轰击铀-235原子核时,这个原子核能分裂成两个较轻的原子核,同时产生2到3个中子和射线,并放出能量。如果新产生的中子又打中另一个铀-235原子核,能引起新的裂变。在链式反应中,能量会源源不断地释放出来。
铀-235裂变放出多少能量呢?请记住一个数字,
即1千克铀-235全部裂变放出的能量相当于2700吨标准煤燃烧放出的能量。 反应堆是核电站的关键设计,链式裂变反应就在其中进行。反应堆种类很多,核电站中使用最多的是压水堆。
压水堆中首先要有核燃料。核燃料是把小指头大的烧结二氧化铀芯块,装到锆合金管中,将三百多根装有芯块的锆合金管组装在一起,成为燃料组件。大多数组件中都有一束控制棒,控制着链式反应的强度和反应的开始与终止。
压水堆以水作为冷却剂在主泵的推动下流过燃料组件,吸收了核裂变产生的热能以后流出反应堆,进入蒸汽发生器, 在那里把热量传给二次侧的水,使它们变成蒸汽送去发电, 而主冷却剂本身的温度就降低了。从蒸汽发生器出来的主 冷却剂再由主泵送回反应堆去加热。冷却剂的这一循环通道称为一回路,一回路高压由稳压器来维持和调节。 火力发电站利用煤和石油发电,水力发电站利用水力发电,而核电站是利用原子核内部蕴藏的能量产生电能的新型发电站核电站大体可分为两部分:一部分是利用核能生产蒸 汽的核岛、包括反应堆装置和一回路系统;另一部分是利用蒸汽发电的常规岛,包括汽轮发电机系统。
核电站用的燃料是铀。铀是一种很重的金属。用铀制成的核燃料在一种叫“反应堆”的设备内发生裂变而产生大量 热能,再用处于高压力下的水把热能带出,在蒸汽发生器内产生蒸汽,蒸汽推动气轮机带着发电机一起旋转,电就源源不断地产生出来,并通过电网送到四面八方。这就是最普通的压水反应堆核电站的工作原理。
在发达国家,核电已有几十年的发展历史,核电已成为一 种成熟的能源。中国的核工业已也已有40多年发展历史,建立了从地质勘察、采矿到元件加工、后处理等相当完整 的核燃料循环体系,已建成多种类型的核反应堆并有多年 的安全管理和运行经验,拥有一支专业齐全、技术过硬的队伍。核电站的建设和运行是一项复杂的技术。中国已经能够设计、建造和运行自己的核电站。秦山核电站就是由中国自己研究设计建造的。日本的核电站数量是55座,核电比例为30%,计划到 2030年将核电比例提高到41%。印度有20座。俄罗斯有31座,欧盟有16国拥有核电站,核电站总数158个。法国59座,英国在30座以上,美国最多,达104座。
就发电比例而言,目前全世界400多座核电站,年发电量占全世界总发电量的17%,其中,法国核电装机占总装机的78%,日本核电装机占总装机的36%,美国核电装机占总装机的20%,韩国核电装机占总装机的42%,而在中国大陆仅占1.6%。中国已超越美国,成为世界第一碳排放大国。
根据原本的数值全世界本因建设1000座核电站全世界40%靠核能.2500座核电就能满足目前全世界的用电。但是反核人士的运动下,只有区区16%的发电能力,如果中国建设一百多座也许能补上4%,中国有六百多座核电站的话,就在没有什么能源困扰。前美国国家航空航天局科学家汉森(Hansen)作为合着者参与了一项研究。该研究估计1971年到2009年间,核能的使用很可能避免了至少184万人死于世界范围内化石燃料燃烧带来的恶劣影响。他们表示,“没有缺点的能源系统是不存在的。我们希望在制订能源系统政策时,能基于事实,而不带有感情色彩和偏见,因为这些不适用于二十一世纪的核能技术。”核能的发展,对医疗、环保、军事、航母、机器人动力、核动力卫星、航天核动力飞机、航空空间站电源至关重要。随着航天、航空、深海机器人等领域用核电池的成熟,核电池和太阳能电池必将在汽车这一能源大户中得到应用。光子传送技术,如今各个强国,正在把这变成现实,人们幻想着,用激光在地球和月亮之间,搭建一座彩虹桥,开采月球的矿产和能源。国际能源署断言,如果未来几十年核电份额大幅下降,那么要达到控制温室气体浓度在450ppm的目标,将需要对新兴的低碳技术进行战略性的部署,而这些技术还需要验证。目前的核电大国也意识到,没有核电的参与,要达到减排目标是一件难度巨大、代价高昂的事情。基于共同的目标,我们近期的能源供应需要侧重现有核能和能量稳定的地热能。 约在100年前,科学家发现某些物质能放出三种射线:α(阿尔法)射线、β(贝塔)射线,γ(伽玛)射线。
以后的研究证明:α射线是α粒子(氦原子核)流,β射线 是β粒子(电子)流,γ(伽玛)射线是光子流。
这些射线的共同特点是:1、有一定穿透物质的能力;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 殊物质上能发出可见的荧光;4、通过物质时有产生电离作用。
射线主要通过电离作用对生物体产生一定的影响。
射线并不可怕,我们吃的食物、住的房屋,甚至我们的身体 内都有能放出射线的物质。我们戴夜光表、作X光检查、乘飞机、吸烟都会接受一定的辐射剂量。但是,过高的辐射剂 量会引起有害健康的效应。
两个关于放射性的计量单位
居里(Curie,符号为:Ci),表示单位时间内发生衰变的原子核数。1居里(Ci)=3.7x10^10贝克(Bq),1克的镭226每秒能产生3.7×10^10次原子核衰变,该源的放射性强度即为1居里。换算:1毫居里=3.7×10^7次/秒 1微居里=3.7×10^4次/秒。
贝克勒尔(Becquerel,符号为:Bq),是放射性活度的国际单位制导出单位,1 Bq指每秒有一个原子衰变。比如,一克的镭放射性活度有3.7×10^10Bq。
概括起来可以认为:
1R(伦琴)相当于10mSv(毫西弗)=10,000μSv(微西弗)=0.01Sv(西弗)=1rem(雷姆)
一座核电站允许的年辐射剂量是5毫雷姆。在美国达拉斯,居民每年从自然环境建筑物、岩石、土地等接受的剂量约80毫雷姆。在科罗拉多,居民每年接受约130毫雷姆。只要从达拉斯迁居到科罗拉多,你每年接受的辐射剂量要比住在核电站附近的人大十倍多。虽然辐射可能引起癌症,但这种可能性有多大呢?根据国外实测结果,生活在核电厂周围的人每年接受的剂量当量小于0.01毫希。我们以每年接受0.01毫希为例,这种可能性为千万分之一点五。也就是说,这个人由核电厂造成的致癌危险只相当于每天吸五分之一支烟。 核反应堆是一个能维持和控制核裂变链式反应,从而实现核能-热能转换的装置。
核电厂用的压水反应堆有一个厚厚的钢质贺筒形外壳,腰部 有几个进水口和出水口,称为压力容器,900兆瓦的压水堆, 其压力容器高12米,直径3.9米,壁厚约0.2米。
压力容器是堆芯,堆芯由燃料组件和控制棒组件等组成。水在它们的间隙中流过。水在此起两个作用,一是降低中子的速度使之易于被铀-235核吸收,二是带出热量。900兆瓦 的压水堆 一般装有157个燃料组件,约含80吨二氧化铀。
压力容器顶装有控制棒驱动机构,通过改变控制棒的位置来 实现开堆、停堆(包括紧急停堆)和调节功率的大小。 一般来说,在核设施(例如核电厂)内发生了意外情况,造 成放射性物质外泄,致使工作人员和公众受超过或相当于规 定限值的照射,则称为核事故。显然,核事故的严重程度可以有一个很大的范围,为了有一个统一的认识标准,国际上 把核设施内发生的有安全意义的事件分为七个等级。
由表可以看出,只有4-7级才称为“事故”。5级以上的事 故需要实施场外应急计划,这种事故世界上共发生过四次, 即苏联切尔诺贝利事故、英国温茨凯尔事故,美国三里岛事故和日本福岛核电站事故。
切尔诺贝利核事故是技术落后和人为原因的结果。 1986年4月26日,前苏联建切尔诺贝利核电站第四号反应堆大起火,并发生化学爆炸(并非核爆炸)。爆炸释放量相当于堆内约3%~4%的核燃料。事故当时有2人被炸死,1人死于心脏病,救火中有29人受辐射损伤,其中28人因患急性放射性病致死。事故后周围30公里范围内撤离了21万居民。 事实上,这是一次严重的人为责任事故,当时研究人员在做一次安全实验,切断了反应堆所有的安全措施,却又启动了反应堆,这个实验方案严重违反了安全规程,这是事故的人为原因。事故的技术原因是前苏联开发的这种石墨水冷堆具有较大的缺陷,它有一段正温度系数的正反馈工作区,这在反应堆的设计上是不能允许的,另外,切尔诺贝利核电站没有绝大多数核电站具有的安全壳。
美国三哩岛核事故并未造成人员伤亡和实质性影响 1979年3月38日清晨,美国建在宾夕法尼亚洲哈里斯堡东南16公里的三哩岛核电站,第二号反应堆发生了一起严重的失水事故,反应堆的堆芯部分熔化,大部分燃料元件损坏或熔化,放射性裂变产物泄漏到安全壳内,但并未外泄,对环境造成了轻微影响。由于事发地为美国,这次事故引起了极为强烈的反响,但其本身危害并不大,核电站内的118名职工无一伤亡,只有三人受到略高于季度允许剂量的照射,其余都在职业控制剂量以内。外泄的放射性物质也更少,方圆80公里的200万居民中,平均每人所受的放射性剂量还不如带一年夜光表或看一年彩电所受的剂量。三哩岛核事故是迄今压水堆核电厂发生的最严重的事故。 反应堆厂房:包括内外安全壳和内部结构以及堆芯熔融物捕捉器。反应堆厂房是双层圆筒形结构,该建筑包容并支撑与一回路相关的主要设施(包括压力容器和主冷却回路,包括主泵,蒸发器和稳压器)。反应堆换料腔和内部结构。辅助设备。厂房的主要功能是防止外部事件对内部反应的影响,确保不发生泄漏。包括一回路发生事故失水,使厂房内压力和温度升高。
1. 安全壳:安全壳是双层墙体结构,其中内墙体由预应力混凝土筒体和混凝土穹顶构成,内面衬以钢衬里,保证密封。外安全壳抵抗外部冲击。1.8米宽的环形区域将内外安全壳隔离,该区域处于负压状态,收集发生泄漏事故后泄漏物的收集,保证泄漏物在排入大气前被过滤,双层安全壳是考虑在严重事故对环境的有效保护。
2、 内部结构:主要功能是提供反应堆压力容器的支撑和附属设备的支撑;人员及设备的生物防护;防止管道的甩击和飞射物对安全壳、各回路以及安全系统的影响。
3、 结构描述:内部结构是钢筋混凝土结构包括一次屏蔽墙,二次屏蔽墙,反应堆换料腔;楼板和墙体。
4、 堆芯熔融物捕捉器:位于堆芯CVCS和VDS系统下部分为三部分,由堆坑下部、堆芯熔融物扩展通道和扩张区域组成。表面覆盖细石混凝土。底部有循环水系统,用以事故状态下对熔融物降温,水来自换料储水箱。
5、 安全厂房:安全厂房1&4分为9层,分别布置在安全壳两侧;厂房2&3分为8层,布置在一起,采用双层墙体。外墙与厂房各楼层分开,通向厂房的门应有门禁系统。
6、 燃料厂房:位于反应堆厂房和安全厂房2、3相对的位置,与反应堆厂房和安全厂房位于一个筏基础之上。9层(0.00-19.5m区域)。西侧为乏燃料水池及相关设施。东侧为事故废气过滤机组。采用双层墙,门应有门禁系统。
7、核辅助厂房:核辅助厂房内设置与电厂运行必需的与安全无关的辅助系统,同时设置有部分维修区域。是钢筋混凝土结构,基础与厂房的筏基础是分离的,放射性设备周围设置屏蔽结构以及有系统的隔离。提供充分的生物隔离。
8、 进出厂房:基础厂房内设有为保障人员安全进出核岛所必需的设备和设施。进出厂房的基础和核岛的基础临近,设置沉降缝,允许相对的位移。
9、 放射性废弃物厂房:分为放射性废弃物厂房(HQB)和放射性废弃物储存厂房(HQS),其可收集、储存、处理液体和固体放射性废弃物。为两个机组公用,它同1号机组的核辅助厂房建筑直接连接,用来储存、运输树脂类废弃物以及收集、临时储存、运送废液。在放射性废弃物厂房和2号机辅助厂房附属建筑(2HQS)之间连接一条热管,用来输送2号机的废液。7)、 应急柴油机房:(HD)是钢筋混凝土结构,其钢筋混凝土筏基及地下部分及外墙使用沥青绝缘材料来防水的。用来放置柴油燃料储存罐、柴油燃料槽房间的楼板、墙体及天花板表面是掺合了憎油材料的水泥砂浆抹面的。
10、 安全厂用水泵房:为混凝土结构,其钢筋混凝土结构设计、配合比及工艺应具备足够的耐久性以保证结构主体能防止地下水和海水的侵蚀,所有与水接触的混凝土表面应使用精细模板,其他地方可以使用粗制模板。
⑶ 核电站的工作原理和结构
热堆的概念 中子打入铀-235的原于核以后,原子核就变得不稳定,会分裂成两个较小质量的新原子核,这是核的裂变反应,放出的能量叫裂变能;产生巨大能量的同时,还会放出2~3个中子和其它射线。 这些中子再打入别的铀-235核,引起新的核裂变,新的裂变又产生新的中子和裂变能,如此不断持续下去,就形成了链式反应 利用原子核反应原理建造的反应堆需将裂变时释放出的中子减速后,再引起新的核裂变,由于中子的运动速度与分子的热运动达到平衡状态,这种中子被称为热中子。堆内主要由热中子引起裂变的反应堆叫做热中子反应堆(简称热堆)。 热中子反应堆,它是用慢化剂把快中子速度降低,使之成为热中子(或称慢中子),再利用热中子来进行链式反应的一种装置。由于热中子更容易引起铀-235等裂变,这样,用少量裂变物质就可获得链式裂变反应。慢化剂是一些含轻元素而又吸收中子少的物质,如重水、铍、石墨、水等。热中子堆一般都是把燃料元件有规则地排列在慢化剂中,组成堆芯。链式反应就是在堆芯中进行的。 反应堆必须用冷却剂把裂变能带出堆芯。冷却剂也是吸收中子很少的物质。热中子堆最常用的冷却剂是轻水(普通水)、重水、二氧化碳和氦气。 核电站的内部它通常由一回路系统和二回路系统组成。反应堆是核电站的核心。反应堆工作时放出的热能,由一回路系统的冷却剂带出,用以产生蒸汽。因此,整个一回路系统被称为“核供汽系统”,它相当于火电厂的锅炉系统。为了确保安全,整个一回路系统装在一个被称为安全壳的密闭厂房内,这样,无论在正常运行或发生事故时都不会影响安全。由蒸汽驱动汽轮发电机组进行发电的二回路系统,与火电厂的汽轮发电机系统基本相同。 轻水堆――压水堆电站 自从核电站问世以来,在工业上成熟的发电堆主要有以下三种:轻水堆、重水堆和石墨汽冷堆。它们相应地被用到三种不同的核电站中,形成了现代核发电的主体。 目前,热中子堆中的大多数是用轻水慢化和冷却的所谓轻水堆。轻水堆又分为压水堆和沸水堆。 压水堆核电站 压水堆核电站的一回路系统与二回路系统完全隔开,它是一个密闭的循环系统。该核电站的原理流程为:主泵将高压冷却剂送入反应堆,一般冷却剂保持在120~160个大气压。在高压情况下,冷却剂的温度即使300℃多也不会汽化。冷却剂把核燃料放出的热能带出反应堆,并进入蒸汽发生器,通过数以千计的传热管,把热量传给管外的二回路水,使水沸腾产生蒸汽;冷却剂流经蒸汽发生器后,再由主泵送入反应堆,这样来回循环,不断地把反应堆中的热量带出并转换产生蒸汽。从蒸汽发生器出来的高温高压蒸汽,推动汽轮发电机组发电。做过功的废汽在冷凝器中凝结成水,再由凝结给水泵送入加热器,重新加热后送回蒸汽发生器。这就是二回路循环系统。 压水堆由压力容器和堆芯两部分组成。压力容器是一个密封的、又厚又重的、高达数十米的圆筒形大钢壳,所用的钢材耐高温高压、耐腐蚀,用来推动汽轮机转动的高温高压蒸汽就在这里产生的。在容器的顶部设置有控制棒驱动机构,用以驱动控制棒在堆芯内上下移动。 堆芯是反应堆的心脏,装在压力容器中间。它是燃料组件构成的。正如锅炉烧的煤块一样,燃料芯块是核电站“原子锅炉”燃烧的基本单元。这种芯块是由二氧化铀烧结而成的,含有2~4%的铀-235,呈小圆柱形,直径为9.3毫米。把这种芯块装在两端密封的锆合金包壳管中,成为一根长约4米、直径约10毫米的燃料元件棒。把 200多根燃料棒按正方形排列,用定位格架固定,组成燃料组件。每个堆芯一般由121个到193个组件组成。这样,一座压水堆所需燃料棒几万根,二氧化铀芯块1千多万块堆芯。此外,这种反应堆的堆芯还有控制棒和含硼的冷却水(冷却剂)。控制棒用银铟镉材料制成,外面套有不锈钢包壳,可以吸收反应堆中的中子,它的粗细与燃料棒差不多。把多根控制棒组成棒束型,用来控制反应堆核反应的快慢。如果反应堆发生故障,立即把足够多的控制棒插入堆芯,在很短时间内反应堆就会停止工作,这就保证了反应堆运行的安全。 轻水堆――沸水堆电站 沸水堆核电站 沸水堆核电站工作流程是:冷却剂(水)从堆芯下部流进,在沿堆芯上升的过程中,从燃料棒那里得到了热量,使冷却剂变成了蒸汽和水的混合物,经过汽水分离器和蒸汽干燥器,将分离出的蒸汽来推动汽轮发电机组发电。 沸水堆是由压力容器及其中间的燃料元件、十字形控制棒和汽水分离器等组成。汽水分离器在堆芯的上部,它的作用是把蒸汽和水滴分开、防止水进入汽轮机,造成汽轮机叶片损坏。沸水堆所用的燃料和燃料组件与压水堆相同。沸腾水既作慢化剂又作冷却剂。 沸水堆与压水堆不同之处在于冷却水保持在较低的压力(约为70个大气压)下,水通过堆芯变成约285℃的蒸汽,并直接被引入汽轮机。所以,沸水堆只有一个回路,省去了容易发生泄漏的蒸汽发生器,因而显得很简单。 总之,轻水堆核电站的最大优点是结构和运行都比较简单,尺寸较小,造价也低廉,燃料也比较经济,具有良好的安全性、可靠性与经济性。它的缺点是必须使用低浓铀,目前采用轻水堆的国家,在核燃料供应上大多依赖美国和独联体。此外,轻水堆对天然铀的利用率低。如果系列地发展轻水堆要比系列地发展重水堆多用天然铀50%以上。 从维修来看,压水堆因为一回路和蒸汽系统分开,汽轮机未受放射性的沾污,所以,容易维修。而沸水堆是堆内产生的蒸汽直接进入汽轮机,这样,汽轮机会受到放射性的沾污,所以在这方面的设计与维修都比压水堆要麻烦一些。 重水堆核电站 重水堆按其结构型式可分为压力壳式和压力管式两种。压力壳式的冷却剂只用重水,它的内部结构材料比压力管式少,但中子经济性好,生成新燃料钚-239的净产量比较高。这种堆一般用天然铀作燃料,结构类似压水堆,但因栅格节距大,压力壳比同样功率的压水堆要大得多,因此单堆功率最大只能做到30万千瓦。 因为管式重水堆的冷却剂不受限制,可用重水、轻水、气体或有机化合物。它的尺寸也不受限制,虽然压力管带来了伴生吸收中子损失,但由于堆芯大,可使中子的泄漏损失减小。此外,这种堆便于实行不停堆装卸和连续换料,可省去补偿燃耗的控制棒。 压力管式重水堆主要包括重水慢化、重水冷却和重水慢化、沸腾轻水冷却两种反应堆。这两种堆的结构大致相同。 (1) 重水慢化,重水冷却堆核电站 这种反应堆的反应堆容器不承受压力。重水慢化剂充满反应堆容器,有许多容器管贯穿反应堆容器,并与其成为一体。在容器管中,放有锆合金制的压力管。用天然二氧化铀制成的芯块,被装到燃料棒的锆合金包壳管中,然后再组成短棒束型燃料元件。棒束元件就放在压力管中,它借助支承垫可在水平的压力管中来回滑动。在反应堆的两端,各设置有一座遥控定位的装卸料机,可在反应堆运行期间连续地装卸燃料元件。 这种核电站的发电原理是:既作慢化剂又作冷却剂的重水,在压力管中流动,冷却燃料。像压水堆那样,为了不使重水沸腾,必须保持在高压(约90大气压)状态下。这样,流过压力管的高温(约300℃)高压的重水,把裂变产生的热量带出堆芯,在蒸汽发生器内传给二回路的轻水,以产生蒸汽,带动汽轮发电机组发电。 (2)重水慢化、沸腾轻水冷却堆核电站 这种堆是英国在坝杜堆(重水慢化、重水冷却堆)的基础上发展起来的。加拿大所设计的重水慢化重水冷却反应堆的容器和压力管都是水平布置的。而重水慢化沸腾轻水冷却反应堆都是垂直布置的。它的燃料管道内流动的轻水冷却剂,在堆芯内上升的过程中,引起沸腾,所产生的蒸汽直接送进汽轮机,并带动发电机。 因为轻水比重水吸收中子多,堆芯用天然铀作燃料就很难维持稳定的核反应,所以,大多数设计都在燃料中加入了低浓度的铀-235或钚-239。 重水堆的突出优点是能最有效地利用天然铀。由于重水慢化性能好,吸收中子少,这不仅可直接用天然铀作燃料,而且燃料烧得比较透。重水堆比轻水堆消耗天然铀的量要少,如果采用低浓度铀,可节省天然铀38%。在各种热中子堆中,重水堆需要的天然铀量最小。此外,重水堆对燃料的适应性强,能很容易地改用另一种核燃料。它的主要缺点是,体积比轻水堆大。建造费用高,重水昂贵,发电成本也比较高。 石墨气冷堆核电站 所谓石墨气冷堆就是以气体(二氧化碳或氦气)作为冷却剂的反应堆。这种堆经历了三个发展阶段,产生了三种堆型:天然铀石墨气冷堆、改进型气冷堆和高温气冷堆。 (1)天然铀石墨气冷堆核电站 天然铀石墨气冷堆实际上是天然铀作燃料,石墨作慢化剂,二氧化碳作冷却剂的反应堆。这种反应堆是英、法两国为商用发电建造的堆型之一,是在军用钚生产堆的基础上发展起来的,早在1956年英国就建造了净功率为45兆瓦的核电站。因为它是用镁合金作燃料包壳的,英国人又把它称为镁诺克斯堆。 该堆的堆芯大致为圆柱形,是由很多正六角形棱柱的石墨块堆砌而成。在石墨砌体中有许多装有燃料元件的孔道。以便使冷却剂流过将热量带出去。从堆芯出来的热气体,在蒸汽发生器中将热量传给二回路的水,从而产生蒸汽。这些冷却气体借助循环回路回到堆芯。蒸汽发生器产生的蒸汽被送到汽轮机,带动汽轮发电机组发电。这就是天然铀石墨气冷堆核电站的简单工作原理。 这种堆的主要优点是用天然铀作燃料,其缺点是功率密度小、体积大、装料多、造价高,天然铀消耗量远远大于其他堆。现在英、法两国都停止建造这种堆型的核电站。 (2)改进型气冷堆核电站 改进型气冷堆是在天然铀石墨气冷堆的基础上发展起来的。设计的目的是改进蒸汽条件,提高气体冷却剂的最大允许温度。这种堆,石墨仍然为慢化剂,二氧化碳为冷却剂,核燃料用的是低浓度铀(铀-235的浓度为2-3%),出口温度可达670℃。它的蒸汽条件达到了新型火电站的标准,其热效率也可与之相比。 这种堆被称为第二代气冷堆,英国建造了这种堆,由于存在不少工程技术问题,对其经济性多年来争论不休,得不出定论,所以前途暗淡。 (3)高温气冷堆 高温气冷堆被称为第三代气冷堆,它是石墨作为慢化剂,氦气作为冷却剂的堆。 这里所说的高温是指气体的温度达到了较高的程度。因为在这种反应堆中,采用了陶瓷燃料和耐高温的石墨结构材料,并用了惰性的氦气作冷却剂,这样,就把气体的温度提高到750℃以上。同时,由于结构材料石墨吸收中子少,从而加深了燃耗。另外,由于颗粒状燃料的表面积大、氦气的传热性好和堆芯材料耐高温,所以改善了传热性能,提高了功率密度。这样,高温气冷堆成为一种高温、深燃耗和高功率密度的堆型。 它的简单工作过程是,氦气冷却剂流过燃料体之间,变成了高温气体;高温气体通过蒸汽发生器产生蒸汽,蒸汽带动汽轮发电机发电。 高温气冷堆有特殊的优点:由于氦气是惰性气体,因而它不能被活化,在高温下也不腐蚀设备和管道;由于石墨的热容量大,所以发生事故时不会引起温度的迅速增加;由于用混凝土做成压力壳,这样,反应堆没有突然破裂的危险,大大增加了安全性;由于热效率达到40%以上,这样高的热效率减少了热污染。 高温气冷堆有可能为钢铁、燃料、化工等工业部门提供高温热能,实现氢还原炼铁、石油和天然气裂解、煤的气化等新工艺,开辟综合利用核能的新途径。但是高温气冷堆技术较复杂。
参考资料:jack,zhang
⑷ 核电站的原理是什么“核”是什么电是怎样发出来的
原理:利用物理上的核反应,将原子内部的巨大的能量释放出来转化为热能,再转化为电能。
“核”:这里的核主要是指用于核反应放热的铀238,钚239,钍233。随着科学技术的发展以后有可能利用核聚变产生的能量来发电,这时候的“核”主要指氘和氚,聚合成氦。
发电原理:第一步将核反应放出的热,传导给第一回路的水(高温,高压,高辐射),第一回路的高温水通过蒸汽发生器后,将高温传导给第二回路的水,使二回路的水气化成为蒸汽,高速的蒸汽,送入大型汽轮机后冲击使汽轮机转动,带动发电机工作,产生电能。
楼主有兴趣的话可以看看一些书的详细介绍,这里面的东西还很复杂。
⑸ 二十世纪,日本对核电站的知识普及是怎么做的
日本从1966年建成第一座核电站以来,核电站从未发生过大的事故。
日本的电力公司非常重视普及核电知识的宣传。在核电站比较集中的地方,都有由他们出资建成的核电展览馆,供市民免费参观,里面有反应堆的模型和显示核发电整个过程的挂图等。看过之后,因不了解核发电而产生的不安,就会消除。日本人民因受过原子弹伤害,对核问题比较敏感。但是由于认识到核电和核弹的区别,在资源缺乏的日本发展核电有利,因此,并不一般地反对建核电站。就是反对建核电站的部分在野党,近些年态度也有变化。
⑹ 核电的知识
-- 核电基本知识
1.什么是核能
世界上一切物质都是由原子构成的,原子又是由原子核和 它周围的电子构成的。轻原子核的融合和重原子核的分裂 都能入出能量,分别称为核聚变能和核裂变能,简称核能。
本书内提到的核能是指核裂变能。 前面提到核电厂的燃料是铀。铀是一种重金属元素,天然 铀由三种同位素组成:
铀-235 含量0.71%
铀-238 含量99.28%
铀-234 含量0.0058%
铀-235是自然界存在的易于发生裂变的唯一核素。
当一个中子轰击铀-235原子核时,这个原子核能分裂成两 个较轻的原子核,同时产生2到3个中了和射线,并放出能 量。如果新产生的中子又打中另一个铀-235原子核,硬引 起新的裂变。在链式反应中,能量会源源不断地释放出来。
铀-235裂变放出多少能量呢?请记住一个数字,
即 1千克铀-235全部裂变放出的能量相当于2700吨标准煤燃 烧放出的能量。
2.核反应堆原理
反应堆是核电站的关键设计,链式裂变反应就在其中进行。 反应堆种类很多,核电站中使用最多的是压水堆。
压水堆中首先要有核燃料。核燃料是把小指头大的烧结二 氧化铀芯块,装到锆合金管中,将三百多根装有芯块的锆 合金管组装在一起,成为燃料组件。大多数组件中都有一 束控制棒,控制着链式反应的强度和反应的开始与终止。
压水堆以水作为冷却剂在主泵的推动下流过燃料组件,吸 收了核裂变产生的热能以后流出反应堆,进入蒸汽发生器, 在那里把热量传给二次侧的水,使它们变成蒸汽送去发电, 而主冷却剂本身的温度就降低了。从蒸汽发生器出来的主 冷却剂再由主泵送回反应堆去加热。冷却剂的这一循环通 道称为一回路,一回路高压由稳压器来维持和调节。
3.什么是核电站
火力发电站利用煤和石油发电,水力发电站利用水力发电, 而核电站是利用原子核内部蕴藏的能量产生电能的新型发 电站核电站大体可分为两部分:一部分是利用核能生产蒸 汽的核岛、包括反应堆装置和一回路系统;另一部分是利 用蒸汽发电的常规岛,包括汽轮发电机系统。
核电站用的燃料是铀。铀是一种很重的金属。用铀制成的 核燃料在一种叫“反应堆”的设备内发生裂变而产生大量 热能,再用处于高压力下的水把热能带出,在蒸汽发生器 内产生蒸汽,蒸汽推动气轮机带着发电机一起旋转,电就 源源不断地产生出来,并通过电网送到四面八方。这就是 最普通的压水反应堆核电站的工作原理。
在发达国家,核电已有几十年的发展历史,核电已成为一 种成熟的能源。我国的核工业已也已有40多年发展历史, 建立了从地质勘察、采矿到元件加工、后处理等相当完整 的核燃料循环体系,已建成多种类型的核反应堆并有多年 的安全管理和运行经验,拥有一支专业齐全、技术过硬的 队伍。核电站的建设和运行是一项复杂的技术。我国目前 已经能够设计、建造和运行自己的核电站。秦山核电站就 是由我国自己研究设计建造的。
4.什么是核电厂
电是电厂生产出来的。我们知道有烧煤或石油的火力发电 厂,有靠水力发电的水电站,还有一些靠风力、太阳能、 地热、潮汐能、波浪能、沼气生产电力的小型或实验性发 电装置。核电厂就是一种靠原子核内蕴藏的能量,大规模 生产电力的新型发电厂。
核电厂用的燃料是铀。铀是一种很重的金属。用铀制成的 核燃料在一种叫做“反应堆”的设备内发生裂变而产生大 量热能,再用处于高压力下的水把热能带出,在蒸汽发生 器内产生出来,并通过电网送到四面八方。这就是最普通 的压水反应堆核电厂的工作原理。
5.什么是放射性
约在100年前,科学家发现某些物质能放出三种射线:α( 阿尔法)射线、β(贝塔)射线,γ(伽玛)射线。
以后的研究证明:α射线是α粒子(氦原子核)流,β射线 是β粒子(电子)流,统称粒子辐射。类似的还有中了射线、 宇宙射线等。γ射线是波长很短的电磁波,称为电磁辐射。 类似的还有X射线等。
这些射线的共同特点是:1、有一定穿透物质的能力;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 殊物质上能发出可见的荧光;4、通过物质时有产生电离 作用。
射线主要通过电离作用对生物体产生一定的影响。
射线并不可怕,我们吃的食物、住的房屋,甚至我们的身体 内都有能放出射线的物质。我们戴夜光表、作X光检查、乘 飞机、吸烟都会接受一定的辐射剂量。但是,过高的辐射剂 量会引起有害健康的效应。
两个关于放射性的计量单位
6.什么是反应堆
核反应堆是一个能维持和控制核裂变链式反应,从而实现核 能热能转换的装置。
核电厂用的压水反应堆有一个厚厚的钢质贺筒形外壳,腰部 有几个进水品和出水口,称为压力容器,900兆瓦的压水堆, 其压力容器高12米,直径3.9米,壁厚约0.2米。
压力容器内是堆芯,堆芯由燃料组件和控制棒组件等组成。 水在它们的间隙中流过。水在此起两个作用,一是降低中子 的速度使之易于被铀-235核吸收,二是带出热量。900兆瓦 的压水堆 一般装有157个燃料组件,约含80吨二氧化铀。
压力容器顶装有控制棒驱动机构,通过改变控制棒的位置来 实现开堆、停堆(包括紧急停堆)和调节功率的大小。
7.什么叫做核事故
一般来说,在核设施(例如核电厂)内发生了意外情况,造 成放射性物质外泄,致使工作人员和公众受超过或相当于规 定限值的照射,则称为核事故。显然,核事故的严重程度可 以有一个很大的范围,为了有一个统一的认识标准,国际上 把核设施内发生的有安全意义的事件分为七个等级。
由表可以看出,只有4-7级才称为“事故”。5级以上的事 故需要实施场外应急计划,这种事故世界上共发生过三次, 即苏联切尔诺贝利事故、英国温茨凯尔事故和美国三里岛事 故。
⑺ 核电站相关知识
1、主要有铀235、钚239等易裂变的重金属,大部分是氟化物如:六氟化铀 和氧化物如:二氧化铀。或是经过处理的较稳定的铀的反应物!
2、
轻水堆、重水堆、快中子堆、石墨气冷堆等,其中轻水堆还包括有压水堆和沸水堆核电站。秦山核电一期、二期都是沸水堆,三期是重水堆。年发电量为29亿千瓦时(共计五台机组)。
⑻ 初中毕业学习核电专业有哪些课程
近年来,随着我国核技术及核产业的不断发展和国家对核技术领域投入的不断加大,迫切需要高素质的核科学技术人才补充到相关单位。本专业培养具备以核工程技术、工程热物理为主,以机械、电工、计算机技术等为辅的基本知识结构,理工结合的高级复合型工程技术人才。
核电专业学生将学习数学、物理、工程力学、机械原理、电工电子等基础知识,传热学、流体力学、工程热力学、自动控制、计算机应用等专业基础知识,以及核反应堆物理分析、核反应堆热工水力学、核动力装置与设备、核反应堆安全分析、核反应堆设计原理、核动力装置测试技术、核动力装置运行及控制等专业知识。
合格毕业后可在政府部门、规划部门、军事部门、核电工业和辐射科学相关的科研设计单位、核电站、高等院校等从事规划、设计、运行、施工、管理、教育和研究开发工作。核技术对人类生活和世界格局的影响逐年增加,在能源、资源、环境、以及人类健康等方面有广泛应用,所以未来的就业领域是很宽广的,前景非常好。
四川核工业技师学院是以核电设备安装为特色专业的五年制大专院校,100%保障就业。