核電

目前，人類實際應用的主要能源還是化石能源.煤、石油、天然氣等化石能源的利用，對人類生存、發展、進步產生過巨大的影響.進入21世紀后，人們更加注重生存環境和生存空間的質量.大量燃用化石能源產生的溫室效應、酸雨現象對人類生存環境造成了嚴重破壞.同時，化石能源經長期開采，其資源日趨枯竭，已不足以支撐全球經濟的發展.在尋找替代能源的過程中，人們開始越來越重視核能的應用，而核能最主要的應用就是核能發電.自1951年12月美國實驗增殖堆1號（EBR-1）首次利用核能發電以來，世界核電至今已有60多年的發展歷史.截止到2011年年底，全世界核電運行機組共有500多臺，其發電量約占世界發電總量的17%.

發電流程

核電站以核反應堆來代替火電站的鍋爐，以核燃料在核反應堆中發生特殊形式的“燃燒”產生熱量，使核能轉變成內能來加熱水產生蒸氣.利用蒸氣通過管路進入汽輪機，推動汽輪發電機發電，使機械能轉變成電能.從課本上的火力發電和核能發電的流程看出，火力發電是將煤的化學能最終變為電能，核能發電是將核能最終變為電能.核電站的汽輪發電機及電器設備與普通火電站大同小異，其奧妙主要在于核反應堆.

核心原理

核反應堆，又稱為原子反應堆或反應堆，是裝配了核燃料以實現大規?？煽刂屏炎冩準椒磻难b置.

原子由原子核與核外電子組成.原子核由質子與中子組成.當鈾235（鈾是地球上一種相當普通的元素，在地球形成時就存在于這個行星中了）有一個奇特的特性讓它既可以用于核能發電也可以用于制造核彈.如果一個自由中子撞擊鈾-235的原子核，它的原子核將會立即吸收這個中子而變得不穩定，并馬上分裂成兩個質量較小的原子核，同時放出2-3個中子.裂變產生的中子又去轟擊另外的鈾235原子核，引起新的裂變.如此持續進行就是裂變的鏈式反應.鏈式反應產生大量內能.

不難看出核反應堆是核電站的心臟，反應堆產生大量的熱量，用循環水（或其他物質）帶走熱量才能避免反應堆因過熱燒毀.導出的熱量可以使水變成水蒸氣，推動氣輪機發電.水蒸氣多余的熱可以通過冷凝管液化后再次回到蒸氣發生器中，反復進行先汽化后液化的循環，起到了搬運熱量的作用，此環節與冰箱中的氟利昂作用很類似.

核電站缺點：

1.核能電廠會產生放射性廢料，雖然所占體積不大，但因其具有放射線，故必須慎重處理，且需面對相當大的政治困擾.

2.核能發電廠熱效率較低，因而比一般化石燃料電廠排放更多廢熱到環境里，故核能電廠的熱污染較嚴重.

3.核能電廠投資成本太大，電力公司的財務風險較高.

核電站優點：

1.核電站是高效能源，耗費資源少

火電站利用化石燃料的燃燒所釋放出的化學能來發電，核電站則利用核燃料的核裂變反應所釋放的核能來發電.核能要比化學能大得多，所以核電站所消耗的核燃料比同樣功率的火電廠所消耗的化石燃料要少得多.例如，一座百萬千瓦級的煤電廠每年要消耗約300萬噸原煤，而一座同樣功率的核電站每年僅需補充約30噸核燃料，后者僅為前者的十萬分之一.核電站一年僅需補充30噸核燃料，一輛重型車即可拉走.煤電廠一年消耗300萬噸原煤，相當于每天要有一列40節車廂的火車為它拉煤.

2.核電是安全能源，發生事故的可能性小

許多人對前蘇聯切爾諾貝利核泄露事件還心有余悸.在大多數人眼中，核電站和輻射是緊密相連的，認為核電站存在著輻射，心理上難以接受核電這種能源方式.其實，大家都想錯了，核電站并沒有想象當中的那樣可怕.核電是世界上最安全的行業之一.全世界60年來500多座核電反應堆在其運行過程中，只在上世紀七八十年代發生過兩起堆芯熔化的嚴重事故.現在，核電站的安全性能更好，發生事故的可能性更小.

3.核電是清潔能源，對環境影響小

環保、清潔是核電的最大優點.按一年100億千瓦時的發電量計算，火電需要燃燒339萬噸標準煤，核電只需要52噸核燃料;火電將排放7.78萬噸二氧化硫、203萬噸二氧化碳，產生大量煤灰等廢棄物，而核電為零排放.

核電站排出物都要經過嚴格的控制和處理.如，廢氣經過濾、吸附、衰變，通過高空擴散排放;廢水經過濾、蒸發、離子交換稀釋排放;固體廢物經由水泥固化、密封包裝，最終在地下深埋，環境保護效果良好.以秦山二期為例，與國家標準相比，廢氣排放低二個數量級;廢水中氚低一個數量級，其他低兩個數量級；工作人員受到的輻射量也遠低于國家標準.

我國及其他國家使用核電

的現狀以及發展前景

核電與水電、火電一起構成世界能源的三大支柱，在世界能源結構中占有重要地位.核電站提供了世界上大約17%的電能.一些國家或地區對核電的依賴要比其他發電方式更高.在法國，大約75%的電是由核電站生產的，比利時為67%，瑞典為50%，瑞士和西德兩國分別為39%和30%，日本和美國兩國分別為25%和17%.全世界共有超過500座核電站，而其中有超過100座在美國.

我國發電裝機容量已達2.54億千瓦，居世界第二位，其中核電裝機容量僅占0.8％，核能在一次能源消費中僅占0.4％，遠低于世界7.3％的平均水平.世界運行中的核電反應堆500多座，中國僅6座.核電發達國家，主要包括美國、法國、俄羅斯、日本、加拿大、韓國等.與這些國家相比，我國核電的最大差距還是體現在研發能力上.無論是核電新技術的研發、核電主要設備的研制、核燃料技術的研發，還是乏燃料后處理技術、核電站的運行檢修技術及保障服務水平等，我國都還有相當大的差距.

我國的核電站均建在沿海地帶，一方面它能滿足大量用水的需求，以帶走電站排出的余熱，另外它有良好的大氣擴散條件，使電站排出的氣體容易消散，等等.目前，國際上大部分核電站建設在內陸.法國65.1%的核電站建設在內陸，美國有75.7%的核電站建設在內陸.我國建設內陸核電站勢在必行.原因在于：內陸地區經濟有了很大發展，電網容量亦有很大發展;有些省份缺乏煤炭和水力資源;2008年初南方各省發生了大面積、長時間的雪災，造成許多地區長時間斷電，帶來了嚴重后果，這表明依靠遠距離輸電和長途運煤難以保障用電安全.因此，建設不依賴燃料運輸的支撐電站——核電站是很必要的.技術方面，發展內陸核電站也完全成熟.從安全和環保要求看，內陸核電站和沿海核電站沒有本質的差別，目前成熟的核電站設計和建造技術完全可用到內陸核電站.

加速發展核電是必要的，是滿足我國能源發展需要的現實途徑，也是解決我國能源環境污染、實現溫室氣體減排目標的重要途徑.我國在核電發展方面制定了中長期發展目標：2020年核電總裝機規模達到7000萬千瓦，核電裝機占電力總裝機的4.6%，核發電量將占總電量的7.0%左右.2030年達到2億千瓦，核電裝機占電力總裝機的10%，核發電量占總電量的15%.2050年達到4億千瓦，核電裝機占電力總裝機的16%，核發電量占總發電量的比重為24%.

作為可替代化石能源的核電，是安全、清潔、高效的能源，具有突出的環境效益，相比風電、太陽能發電，核電更具穩定性和可靠性，是除水電外最經濟的新能源.世界離不開核電，發展核電是保證能源安全及經濟可持續發展的基礎.