-- 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。
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)作为合著者参与了一项研究。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。
-- 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。
核燃料“燃烧”时,会产生大量的放射性物质。
为防止放 射性物质外逸,在建造核电站时通常会设置四道屏障,包括 燃料芯块、密封的燃料包壳、坚固的压力容器和密闭的回路 系统,以及能承受内压的安全壳。在核电站的控制方面也有 多重保护,如在出现可能危及设备和人身安全的情况时,可 进行正常停堆;未能正常停堆时,控制棒能自动落入堆内, 实行自动紧急停堆;如控制棒未能插人,高浓度硼酸溶液会 自动喷人堆内,实现自动紧急停堆。
在核电站的设计中安全始终是第一位考虑的因素,设 计者会考虑当地可能出现的地震、海啸、热带风暴、洪水等 自然灾害,即使发生了较严重的自然灾害,反应堆也应能安 全停闭,发生爆炸的可能性非常低。因此,通常情况下核电 站的安全是有保障的。
国核电站采取九措施促核电安全发展
据国防科工委消息,值切尔诺贝利核电站事故发生二十周年之际,中国核学会于4月18日在京组织召开了核能发展与核安全座谈会,就中国核电发展以及如何正确、理性地看待那次事故,怎样加强核电安全等问题进行了探讨。
国家环保总局核安全司副司长王俊介绍说,从中国核电的发展情况来看,目前有15个机组运行和在建,9个机组正在商业运行。从2005年运行业绩来看,按照国际原子能机构分
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级的标准,没有发生二级及二级以上的核事件,就是三级的事件也没有发生。
从检测的结果来看,所有运行的核电厂安全情况满足技术规范的要求。这些核电站的良好运行,为中国下一步积极发展核电奠定了良好的基础。
王俊进一步介绍说,中国采取了9大方面的措施来促进核电的安全发展。
第一,要求核电厂有保守的设计,精心的制造和建造以及精心的运行。
第二,进一步完善了国家核安全法规体制
第三,建立了一套以安全许可证制度为核心的安全监管制度。
第四,强化了核电厂的审核和监督工作。
第五,严格了核设备活动制度的审批。
第六,积极推进定期安全评价和运行评估。
第七,加强了人员安全法规的培训。
第八,加强了对核电厂严重事故的研究和管理。
第九,广泛地开展国际核安全合作。
核电站发电的效率比较高,可以节省一些常规能源,但核电站利用的是 放射性物质,对人的身体有一定的害处,人们在建设核电站时采用了哪些安 全措施呢?我们现在所能见到的核电站,其安全性能都非常髙,每一座核电 站都采用多重保护措施。
核电厂在建厂时对选址、设计、建造、调试和运行都有严格要求,且各 个阶段的每一项具体活动都有单项的质量保证要求。 另外对参加核电厂工作 的人员都要经过严格的选择、培训、考核和任命,且有着严格的规定。
核反应时会产生一些放射性物质,为防止放射性物质外逸,伤害到人的 身体,核裂变时产生的放射性物质90%都会滞留于燃料芯块中,这样可以有 效防止有害物质外溢。 同时核反应堆的燃料外壳都是密封的,且能承受一定 内压的安全壳。
核反应堆在可能出现危及设备和人身的情况时,可以进行正常的停堆, 如果因某种原因未能正常停堆时,控制棒自动落入堆内,实行自动紧急停堆。 当控制棒也出现问题,未能插入堆内时,高浓度硼酸水会自动喷入堆内,实 现自动紧急停堆。
核电厂发电时如果发生自然灾害,它能安全停闭,减少不必要的损失。 核电厂在设计过程中,始终把安全放在第一位,在设计上考虑了当地可能出 现的最严重的地震、海啸、热带风暴、洪水等自然灾害,并且都做了相应的 预防措施,即使当地发生了最严重的自然灾害,核反应堆也能安全停闭,不 会对当地居民和自然环境造成危害。
核电站废物排放都严格遵照国家标准进行的,对人民的生活不会产生有 害影响。核电厂的三废治理设施是与核电站的主体工程同时设计,同时施工, 同时投产的。
对于其产生的废弃物,核电站会尽量回收,把排放量减至最小, 核电厂的固体废物完全不向环境中排放,放射性液体废弃物都被转化为固体, 也不向环境中排放,一些工作人员淋浴水、洗涤水类的低放射性废都将水经 过处理,检测合格后才会排放,核电站所产生的气体废物经过滞留衰变和吸 附,过滤后向高空排放。
很难在这里三言两语讲清楚,国际上各国核能核电战略政策分歧很大,有待历史检验,我国政府基本上是积极稳妥的姿态。
个人以为:
1)中国基本上在核电研发科学技术各方面公认位于全球“一流强国”行列(包括前沿快堆、受控核聚变),不必妄自菲薄;
2)相比其它主要大国,中国核电开发严重滞后,需要适度发展,以利于“低碳减排”目标及国民城市化富强进程;
3)中国人口稠密(特别是东南沿海),地质气候条件复杂,尽管当前许多省市政府上核电的决心积极性很大,但是必须“宁缺勿滥”慎之又慎。
狭义上的安全问题主要是有关核燃料的运行,储存,维修过程中核辐射的防护问题。就是针对核能特点来说的。而广义上来说还包括其他常规电厂所面临的安全问题的总和。
我主要说一下核电站特有的吧:
前期核电站选址要考虑的相关要求,地址条件、水源、气候以及社会因素。
核电站建造时所采取的设计方案的安全评价,安全设施系统的论证
核电站正常运行期间防止出现事故,出现预期运行事件能够及时矫正,简单来说就是工作人员的正常剂量在规定值内,系统功能不失效。排出的废水废气符合标准。
发生事故时能够及时使反应堆停堆,不引发厂外响应,保证工作人员、公众和周围环境不会收到放射性的危害,即安全屏障要完好
核电站退役后,能够妥善处理,不会发生放射性泄漏。
总之,核心问题就是处理好放射性的危害,是我们使用核能的利益相对于代价最大化。
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