核电概论_复习资料

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。

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 。

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。

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。

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。

核电基础知识点总结第一章：核电的概念和发展历史核电又称为核能发电，是指利用核裂变或核聚变反应来产生热能，再利用热能驱动蒸汽轮机发电的过程。

核电是一种清洁、高效、可再生的能源，已成为世界主要的电力供应方式之一。

核电的发展历史可追溯至20世纪初，当时科学家们首次提出利用核能产生电力的概念。

经过数十年的研究和试验，人类终于成功地开发出了商业化的核电技术，并建立了大量的核电站。

目前，全球共有449座核电站，总装机容量达到392GW，占全球发电总量的11%。

第二章：核电的原理和技术1. 核裂变反应核裂变是一种将重核分裂成两个或多个轻核的核反应，同时释放出大量的能量。

在核电站中，通常会使用铀-235或钚-239等裂变材料，通过中子轰击使其发生裂变反应，并产生大量的热能。

这些热能将用于加热水蒸汽，进而驱动发电机产生电能。

2. 核聚变反应核聚变是一种将轻核聚合成重核的核反应，同样也能释放出巨大的能量。

然而，目前人类尚未能够实现商业化的核聚变技术，因为要实现核聚变反应需要非常高的温度和压力条件，同时需要克服等离子体不稳定和放射性等问题。

3. 核反应堆核反应堆是核电站的核心设备，其主要功能是控制和维持核裂变反应的稳定进行。

核反应堆通常由燃料棒、反应堆容器、调节棒、冷却剂和反应堆堆芯组件等部分组成。

其中，调节棒能够调节核反应的发生速度，冷却剂则能够带走核反应中释放的热能，保持反应堆的正常工作温度。

第三章：核电站的构成和运行1. 反应堆建筑核电站的反应堆建筑是核反应堆和其附属设备的封闭空间，用于承载并保护核反应堆设备。

反应堆建筑一般由钢筋混凝土构成，具有良好的抗辐射和抗压能力。

同时，反应堆建筑内部还设有辅助设备，如冷却系统、控制系统和安全系统等。

2. 冷却系统核电站的冷却系统是用于带走核反应中释放的热能，保持反应堆和周围环境的正常工作温度的关键设备。

冷却系统主要包括主冷却系统和次级冷却系统。

其中，主冷却系统通常由蒸汽轮机、凝汽器、冷却塔和冷却水循环系统等部分组成，可将核反应中释放的热能转化为机械能，再驱动发电机产生电能。

核电知识试题及答案一、单项选择题（每题2分，共10分）1. 核电站的核心设备是（）。

A. 反应堆B. 汽轮机C. 冷凝器D. 冷却塔答案：A2. 核裂变过程中释放的能量主要来源于（）。

A. 核外电子B. 原子核内部C. 原子核外的中子D. 原子核外的质子答案：B3. 下列哪个国家是世界上核电发电量最大的国家？（）A. 美国B. 法国C. 中国D. 日本答案：A4. 核电站的冷却水循环系统主要作用是（）。

A. 产生蒸汽B. 冷却反应堆C. 提供冷却水D. 排出废热答案：B5. 核电站中常用的核燃料是（）。

A. 铀B. 钚C. 钍D. 氘答案：A二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 以下哪些因素是影响核电站安全性的关键因素？（）A. 设计标准B. 操作人员素质C. 自然灾害D. 核燃料的纯度答案：ABCD2. 核能发电的优点包括（）。

A. 清洁无污染B. 能源密度高C. 燃料运输成本低D. 建设周期长答案：ABC3. 核电站的辐射防护措施包括（）。

A. 辐射屏蔽B. 定期监测C. 辐射隔离D. 核废料处理答案：ABCD4. 核能发电的潜在风险包括（）。

A. 核泄漏B. 核废料处理C. 核事故D. 核扩散答案：ABCD5. 核电站的建设需要考虑的因素包括（）。

A. 地质条件B. 环境影响C. 经济成本D. 社会接受度答案：ABCD三、判断题（每题1分，共10分）1. 核电站的放射性废物处理是当前核能发电面临的最大挑战。

（）答案：对2. 核能发电不会产生温室气体。

（）答案：对3. 核裂变和核聚变都是可控的核反应过程。

（）答案：错4. 核电站的建设不需要考虑环境影响。

（）答案：错5. 核能发电的成本高于化石燃料发电。

（）答案：错6. 核能发电是可再生能源。

（）答案：错7. 核能发电过程中不会产生放射性物质。

（）答案：错8. 核能发电是当前最清洁的能源之一。

（）答案：对9. 核能发电的燃料供应有限。

（）答案：对10. 核能发电的安全性完全取决于技术。