核能的应用与发展前景展望
许楠楠
(兰州大学核科学与技术学院兰州730000)
摘要：从18世纪60年代，英国工业革命开始，人类经历了工业时代、电气时代和信息时代，在这250多年的时间，人类消耗了地球数百万年前形成的化石能源的绝大部分，21世纪是人类发展的重要世纪，同时也是人类常规能源短缺的世纪，如何摆脱能源危机成了各国发展生活中不可回避的话题。开发新能源，寻找替代能源是人类为了走出能源危机所迈开的极其有意义的一步，从目前人类掌握的技术看，核能有着许多不可替代的优势，如核能发电清洁，较其它发电方法稳定，运行成本不易受国际经济因素影响等。
关键词：核能和平利用反应堆型前景展望
1．前言
人类的进步里不开能源，蒸汽机的发明引起了18世纪的工业革命，使人类进入了蒸汽时代，蒸汽机的主要能源物质是煤炭。19世纪60年代活塞式内燃机问世，直到今天，人类的主要生产运作还是靠内燃机，可以说是内燃机使人类步入了现代社会，内燃机的主要能源物质是石油。不管是蒸汽机还是内燃机，所使用的能源物质都是化石燃料，属于不可再生资源。1973年、1979年我们人类经历了两次能源危机，其中有政治因素也有经济因素，通过这两次能源危机，让我们看清楚人类的发展史是能源的消耗史，一旦现在依赖的常规能源耗尽，我们的正常生活将陷入万劫不复的深渊。日常生活困扰还不是最可怕的，因为能源危机人类可能爆发战争，现在国际上的战事多少都牵扯到能源。
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。
2．人类对核能的认识
让世界知道核的应该是1945年8月6日和9日，这两天美军分别向日本的长崎和广岛投下了两颗代号分别为boy和fat的两颗原子弹（见下图），据日本官方统计，这两次核爆炸直接炸死3万多人，此后15年，因为辐射以及放射粉尘而
死亡的人数有19万。核能是以这样及其不光彩的“开场白”登上人类历史舞台的，这也就导致人类对核能利用的恐惧，外加冷战时期美苏两个超级大国的核军备竞赛，更加剧了人类对核能的恐惧。但凡事都有两面性，核能能摧毁人类也能造福人类，正如滕建群上校所说核能开发与利用像其他技术一样，一经发现，它即经历了分裂：一是为军事所吸纳。二是用于发电、医疗等领域，成为造福人类的重能源【1】。
核能给人类的第一张名片Boy和Fat
两颗原子弹爆炸时令人毛骨悚然的美丽
城市被核子武器攻击后的惨状
人类对核能的恐惧除了以上原因外，还有对各种射线辐射的忧虑。因为射线无色无味，看不见摸不着，我们人类可能天生对某些不能感知的事物心存畏惧，但辐射并不是因为人类发明了原子弹而产生的，在辐射防护中，希沃特是辐射剂量的一种单位，记作Sv。
我们常见的有α射线、β射线和γ射线三种。α射线是氦原子核流，β射线是电子流，γ射线是波长短于0.2埃的电磁波，其中α射线的电离能力最强，β射线次之，电离能力最差的是γ射线，三种射线的穿透能力和上边的顺序相反（见下图）。
在现实生活中，辐射离我们并不遥远，我们无时无刻不在接受着放射性照射，为什么这样说呢？因为阳光就是太阳上氢原子核发生核聚变反应所放出的一种能量形式。还有我们平时进行体检时所进行的某些检测，如拍X光，做脑CT检查等。
1895年伦琴在维尔茨堡大学发现了X射线，右图是人类历史上第一张X光照片。
我们日常生活中接受的照射剂量如下表：
通过以上数据，我们可以清晰的看到，在人类利用核能造福人类的同时，只要通过恰当的辐射防护，完全可以抵消其对我们生活所产生的“影响”。
3．核能的原理
我们身边的一切物质都是由原子构成的，核能就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）。
235U裂变释放的能量『2』
注：在核物理计算中，我们经常使用电子伏特（eV）而非焦耳（J）作为能量单位，其换算关系是1eV=1.6×10-19J
核裂变的原理图如下，一个中子轰击重核235U，使其分裂成两个较轻的核，
并发射出两到三个中子和射线放出能量，新产生的中子继续轰击其它235U 核，并继续产生中子放出能量，这样使裂变反应自持进行，如果不人为的干涉反应进行，就是我们所说的原子弹，人为的控制反应速度，在裂变反应爆发的临界点通过中子吸收材料对中子的吸收使核反应很快停止下来，达到控制反应进行的目的，这就相应于核反应堆。 4．核能发电的原理
目前商用化的核电站都是通过核裂变工作的，既然是通过裂变工作，首先需要解决的就是“燃料” 问题，现在的核电站都是通过什么发电呢？我们前面以
235
U
为例介绍过核能的原理，那核电站的燃料就是235U 吗？
随着电力需求量的迅速增长和由此引起的能源不足，核能已经成了一种重要
的替代能源，目前可以作为反应堆核燃料的易裂变同位素有235U ，239Pu 和233U 三
种。其中只有235U 是在自然界中天然存在的，但天然铀中只含0.71%的235U 。因此单纯以235U 作为燃料很快就会使天然铀资源耗尽。
两种铀矿石（放大10000倍）
幸运的是，我们可以把天然铀中99%以上的238U 或232Th 转换成人工易裂变同位素239Pu 或233U ，这一过程称为转换或增殖，反应过程如下：
238
239
239
239
23min
2.3(,)
d U n U Np Pu β
β
γ-
-
???→???→ 232
235
233233
22min
27(,)
d
Th n Th Pa U
β
β
γ-
-
???→??→
当然这是一个复杂的过程，需要经过化学，物理、机械加工等复杂而又严格的过程，制成形状和品质各异的元件，才能供各种反应堆作为燃料来使用，我国进行核燃料加工和乏燃料处理的主要是中核404厂，四川广元的821厂也从事相关工作，它们是我国核工业的幕后英雄，作者在此向幕后英雄表示敬意。
如果把核燃料比作石油，核反应堆就相当于发动机的气缸，反应堆是把核能转化为热能的装置。核燃料裂变产生大量热能，用循环水(或其他物质)导出热量使水变成水蒸汽，推动气轮机发电，这就是核能发电的原理。当然，实际发电过程是十分复杂的。
核电站的心脏—反应堆
发动机光有气缸是不能正常工作的，必须有装置将能量输出。这点同反应堆一样，反应堆把核能转化为热能，热能并不能直接用来发电，因此我们需要另一个关键设备——蒸汽发生器。蒸汽发生器为反应堆冷却剂系统和二回路系统间的传热设备，它将反应堆冷却剂的热量传给两侧的水，此两侧的水蒸发后形成汽水混合物，经汽水分离干燥后的饱和蒸汽作为驱动汽轮机的工质。
反应堆的能量输出装置—蒸汽发生器
反应堆冷却剂泵（主泵）是用来输送反应堆冷却剂，功能类似于发动机水泵，使冷却剂在反应堆、主管道和蒸发生器所组成的密闭环路中循环，以便将反应堆产生的热量传递给二回路介质。
全球首台三代核电AP1000主泵
如果说以上装置是“发动机”，那么核电站中汽轮发电机组就相当于汽车能量输出的终端——轮子，汽轮发电机组是通过蒸气推动汽轮机高速转动，带动发电机工作，从而产生电能的装置，这也是我们建核电站的终极目标。
核电站的“轮子”
按反应堆冷却剂和中子慢化剂的不同反应堆可分很多种，目前核电站的反应
堆型主要是压水堆、沸水堆、重水堆、改进型气冷堆、压力管式石墨沸水堆，快中子增殖堆【3】。
压水堆工作示意图 沸水堆工作原理示意图
5．发展核能的必要性及前景
21世纪是能源的世纪，我国经济的高速发展离不开能源，但我国作为世界大国并不拥有与国力相当的能源储备，随着经济全球化，政治多元化，能源已经上升到了国家安全层面，伊拉克战争后的国际石油形势已经凸显出了中国能源安全潜伏的危机。现代世界谁掌握了能源，谁就拥有优先发展的权力。
随着人类的发展，常规能源迟早有耗尽的一天，有人计算过，按照现在的消耗速度，石油还够我们使用50年，如果我们人类坐以待毙迎来的只有能源危机。
一回路系统
反应堆
主冷却剂泵
蒸汽发生器
稳压器
汽轮发电机
凝汽器
給水泵冷却水源
循环水
风能、太阳能、地热能、潮汐能、生物质能、海水温差等新能源很难在短期内实现大规模的的工业生产和应用。只有核能，才是一种可以大规模使用的安全的和经济的工业能源。从20世纪50年代以来，美国、法国、比利时、德国、英国、日本、加拿大等发达国家都建造了大量核电站，核电站发出的电量已占世界总发电量的16%，其中法国核电站的发电量已占该国总发电量的78%。
世界核电分布图
全世界核发电能力预测2020-2030年（来源：国际原子能机构）
核发电能力和发电量的提高（来源：国际原子能机构）
核电是一种经济能源，在一些核电发达国家，核电的发电成本已经低于煤电。根据早年日本的一项调查显示，如果核能的成本为100，经过换算，水电为163、石油火电为137、液化天然气火电为137，煤炭火电为112。
核能是一种清洁能源，与常规能源相比，核电本身不排放SO2，NO x和烟尘，也不排放形成温室效应的CO2等气体。
核能是一种高效能源，与煤电厂相比，一座30万千瓦核电站，每年只需换料14吨，其运输量是同样规模煤电厂的十万分之一。
核能是一种安全能源，只要能确保自身安全运行，核电站对环境的影响是极小的，核电站产生的放射性物质受到严格的监控，运行时严格控制三废的排放量。即使在发生事故的情况下，对周围居民不会有很大影响。
国际经验证明，核电是一种经济、清洁、高效、安全的新能源。
我国核电起步并不晚，但与国际先进水平相比还有一定的差距，目前我国核能发电量占2%，根据国家发改委的规划2020年核能发电量将达到4%【4】，详见下表。
我国正在运行的核电机组【5】
在建和即将开工的核电机组【5】
核电发展到现在经历了三代【6】，并已经规划出了第四代核电的技术指标。1954年前苏联和1957年美国建成了实验性原子电站，国际上把他们称为第一代核电站；20世纪60年代中期，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 以上的核电机组，目前世界上商业运行的400多座核电机组绝大部分是在这段时期建成的，称为第二代核电机组；第三代核电技术吸取了二代核电运行经验，充分利用近几十年的科技成果而研发成功的。目前，具有代表性的第三代核电技术有【7】：
我国为了提升自己的核电技术、缓解资源与环境压力，全面引进AP1000核电技术，并在我国浙江三门、山东海洋开工建设。
能源是人类永恒的话题，尽管现在的核能技术已经留给人类无限美好的想象空间，但追求完美的人一定还要问，我们的铀矿石消耗完人类的出路在哪？答案还是核能，国际热核试验堆ITER(international thermonuclear experimental reactor)已经在法国的马赛落户，这是一项可以让人类永远不为能源发愁的一项研究项目。
我们开始介绍了核能包括核裂变和核聚变，现在人类能加以控制的是核裂变，有一种仅用1g燃料即可获取8t石油能量的方法，这就是核聚变【8】。D-T核聚变可以释放出大量能量，D大量存在于海水的重水之中，特别是海洋表层3米左右的海水里。据测算，每升海水中含有0.03克氘，所以地球上仅在海水中就有45万亿吨D。聚变反应堆不产生硫、氮氧化物等环境污染物质，不释放温室效应气体；D-T反应的产物没有放射性，中子对堆结构材料的活化也只产生少量较容易
处理的短寿命放射性物质。核聚变具有危险非常小的特征，绝对不会发生像美国三哩岛和前苏联切尔诺贝利核电站发生的事故，因为一旦发生故障，由于堆内的温度下降，核聚变反应便会自动停止，不必担心会失控。因此，核聚变反应堆可以建设在大都市的近郊。
聚变装置侧视图和聚变装置效果图
6．结论
核能为人类的发展指明了方向，其以经济、清洁、高效，安全向人类展示出了广大的发展前景，相信在不久的将来，我们的电能将彻底告别传统化石能源的左右，真正做到绿色、持久，低价电力。
参考文献
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[2] J.J.Duderstadt & L.J.Hamilton. Nuclear Reactor Analysis, Chap.2.3,John wiley &
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[6] 欧阳予汪达升国际核能应用及其前景展望与我国核电的发展[J] 华北电力
大学学报2007 9(34) 5 1-10
[7] 林诚格主编非能动安全先进核电厂AP1000 北京原子能出版社2008.8
[8] 汪京荣核聚变与国际热核聚变实验堆[J] 稀有金属快报2002 l0 1-5
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
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
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
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
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。
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
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
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
习题答案 核技术及应用概述 1、核技术是以核物理、核武器物理、辐射物理、放射化学、辐射化学和辐射与物质相互作用为基础，以加速器、反应堆、核武器装置、核辐射探测器和核电子学为支撑而发展起来的综合性现代技术学科。 2、广义地说，核技术可分为六大类：核能利用与核武器、核分析技术、放射性示踪技术，辐射照射技术、核检测技术、核成像技术。 3、主要是利用核裂变和核聚变反应释放出能量的原理，开发出能源或动力装置和核武器，主要应用有：核电站、核潜艇、原子弹、氢弹和中子弹。 4、在痕量元素的含量和分布的分析研究中，利用核探测技术、粒子加速技术和核物理实验方法的一大类分析测试技术，统称为核分析技术。 特点： 1.灵敏度高。比如，可达百万分之一，即10-6，或记为1ppm；甚至可达十亿分之一，即10-9，或记为1ppb。个别的灵敏度可能更高。 2.准确。 3.快速。 4.不破坏样品。 5.样品用量极少。比如，可以少到微克数量级。 5、定义：应用放射性同位素对普通原子或分子加以标记，利用高灵敏，无干扰的放射性测量技术研究被标记物所显示的性质和运动规律，揭示用其他方法不能分辨的内在联系，此技术称放射性同位素示踪技术。 有三种示踪方式：1)用示踪原子标记待研究的物质，追踪其化学变化或在有机体内的运动规律。2)将示踪原子与待研究物质完全混合。3)将示踪原子加入待研究对象中，然后跟踪。 6、放射性示踪 7、核检测技术: 是以核辐射与物质相互作用原理为基础而产生的辐射测量方法和仪器。 特点：1）非接触式测量；2）环境因素影响甚无；3）无破坏性：4）易于实现多个参数同时检测和自动化测量。 8、辐射照射技术：是利用射线与物质的相互作用，将物质置于辐射场中，使物质的性质发生有利改变的技术。 辐射交联的聚乙烯有什么优点：热收缩、耐热、机械强度大为提高、耐有机溶剂、不易被溶解、电绝缘性能很好，且不怕潮湿。 9、X射线断层扫描(XCT)、核磁共振显像仪(NMR-CT)、正电子发射显像仪(PECT)，同位素单光子发射显像仪(SPECT)和康普顿散射显像仪(CST)； 10、核医学是当今产值最大、发展最快的核辐射设备。 第一篇核技术基础知识 1、具有确定质子数和中子数的原子核称做核素。 质子数相同而中子数不同的核素互为同位素。 2、结合能是质子和中子结合构成原子核时所释放的能量。 3、7.476Mev 4、结合能是：2.224 Mev 比结合能是：1.112Mev 5、γ衰变特点：
核技术及其应用的发展 人防五队风水专业乔亚鑫3382011515 1896年贝克勒尔发现铀的天然放射性，从此诞生了一门新的科学：原子核科学技术。1919年卢瑟福利用天然α射线轰击各种原子，确立了原子的核结构，随后又首次用人工方法实现了核反应。但是用天然射线源能够研究的核反应很有限，人们开始寻找一种可以产生具有不同能量的各种粒子束的装置，于是粒子加速器应运而生。同时，为了探测各种射线和核反应的产物，还需要有辨别粒子种类和能量的探测器及相应的电子学设备。在研究核物理的过程中人们发现，放射性一方面可能造成人体的伤害，另一方面它也可以在医学、工农业和其它方面有许多应用。于是相应地，辐射防护技术与射线应用技术也发展起来。此外，核物理的研究还导致了许多放射性核素的发现。它们的半衰期长至数千万年，短至不足1秒。在不同场合下选择适当的放射性核素，可以做示踪剂、测年工具或药物使用。这就是放射性核素技术（或称为同位素技术）。上述粒子加速器技术、核探测技术与核电子学、射线和粒子束技术、放射性核素技术等，通常统称为核技术。概括而言，核技术就是利用放射性现象、物质（包括荷能粒子）和规律探索自然、造福人类的一门学科，其主要内容是研究射线、荷能粒子束和放射性核素的产生、与物质相互作用、探测和各种应用的技术。在我国现行的研究生培养体系中“核技术及应用”属于一级学科“核科学与技术”之下的一个二级学科。核技术还包括核武器技术与核动力技术（或称为核能技术）。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*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 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%。