1、XXXX 大学公共选修课课程论文题目：核能的利用和安全防护课程： 专业： 姓名：学号：任课老师：摘要：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。核能作为一种清洁的可再生资源在资源逐渐枯竭的当代越来越受到各国的重视。自核能利用以来，特别是三哩岛和切尔诺贝利核事故之后，各国和有关国际组织都十分重视核安全，而近日日本大地震造成的福岛第一核电站泄漏事故再次引起全球的集体关注，由此核安全的问题再次进入人们的
2、视野。关键词：核裂变；核聚变；托卡马克；人造太阳二核能的出现和原理（1 ） 核能的历史1895 年德国物理学家伦琴首先发现了 X 射线。核能开始出现。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。1954 年苏联建成了世界上第一座核电站- 奥布灵斯克核电站。在 1945 年之前，人类在能源利用领域只涉及到物理变化和化学变化。二战时，原子弹诞生了。人类开始将核能运用于军事、能源、工业、航天等领域。（2 ）核能利用的原理核能发电的能量来自核反应堆中可裂变材料(核燃料) 进行裂变反应所释
3、放的裂变能。反应中，可裂变物的原子核吸收一个中子后发生裂变并放出两三个中子。若这些中子除去消耗，至少有一个中子能引起另一个原子核裂变，使裂变自持地进行，则这种反应称为链式裂变反应。实现链式反应是核能发电的前提。利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式。它与火力发电极其相似。只是以核反应堆及核能发电站蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉，以核裂变能代替矿物燃料的化学能。核反应堆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，利用产生的水蒸气推动蒸汽轮机并带动发电机。三核能的优点和缺点(1) 优点1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
4、能发电所使用的铀燃料，除了发电外，暂时没有其他的用途。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小，运输与储存都很方便。5核能发电的成本中，燃料费用所占的比例较低，核能发电的成本较不易受到国际经济情势影响，故发电成本较其他发电方法为稳定。（2 ）缺点1核能电厂会产生高低阶放射性废料，或者是使用过之核燃料，虽然所占体积不大，但因具有放射线，故必须慎重处理，且需面对相当大的政治困扰。2核能发电厂热效率较低，因而比一般化石燃料电厂排放更多废热到环境裏，故核能电厂的热污染较严重。3核能电厂投资成本太大，电力公司的财务风险较高。 4核能电厂较不适宜做尖峰、离峰之随载运转。5兴
5、建核电厂较易引发政治歧见纷争。 6核电厂的反应器内有大量的放射性物质，如果在事故中释放到外界环境，会对生态及民众造成伤害。四重核裂变和轻核聚变的比较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，从而释放出巨大重核裂变的链式反应的能量。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。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 01的物质变成了能量；而氘的聚变反应，将近 04 的物质变成了能量。 (2)资源丰富。
6、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 140。 (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
7、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。五托卡马克20 世纪下半叶，聚变能的研究取得了重大的进展，而托卡马克类型的磁约束研究更是一路领先，并成为世界上第一座热核反应堆的设计基础。 托卡马克在俄语中是“环形” “真空” “磁” “线圈”几个词的组合，即“环流磁真空室”的缩写。前苏联著名物理学家塔姆在 20 世纪 50 年代初，提出了用环形强磁场约束高温等离子体的设想。受这一思想的启发，前苏联物理学家阿奇莫维奇开始了这一装置的研究。最初，他们在环形陶瓷真空室外套多匝线圈，利用电容器放电使真空室形成环形磁场。
8、与此同时，用变压器放电，使等离子体电流产生极向磁场。后来又利用不锈钢真空室代替陶瓷真空室，还改进了线圈的工艺，增加了匝数，改进了磁场位形，最后成功地建成了一个高温等离子体磁约束装置。阿奇莫维奇将这一形如面包圈的环形容器命名为托卡马克。 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
9、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。六核能的安全当今，全世界几乎 16%的电能是由 441 座核反应堆生产的，而其中有 9 个国家的 40%多的能源生产来自核能。在这一领域，国际原子能机构作为隶属联合国大家庭的一个国际机构，对和平利用、开发原子能的活动积极加以扶持，并且为核安全和环
10、保确立了相应的国际标准。 国际原子能机构的作用相当于一个在核领域进行科技合作的政府间中心论坛。作为一个协调中心，该机构的设立便于在核安全领域交换信息、制订方针和规范以及应有关政府之要求提供如何加强核反应堆安全和避免核事故风险的方法。国际原子能机构还在旨在确保核技术的运用以求可持续发展的国际努力中扮演重要作用。 随着各国的核能计划增多，公众日益关注核安全问题，国际原子能机构在核安全领域的职责也扩大了。为此，国际原子能机构制订了辐射防护基准标准，并就特定的业务类型颁布了有关条例和业务守则，其中包括安全运送放射性材料方面的条例和业务守则。依据核事故或辐射紧急援助公约和及早通报核事故公约 ，一旦发生放射性事故，国际原子能机构会立即采取行动，确保向成员国提供紧急援助。核安全管理是一个全局性的动态过程，它既有相当稳定的法规强制性，也有随着技术的进步而不断改善的与时俱进性。在安全第一的前提下，如何在进一步提升安全水平的同时提高核电的社会经济竞争力，就需要我们把握住大局，在安全总体要求思路中处理好个别的特殊问题。站得高，看得远，想得细，抓得实，统揽全局，融会贯通，不拘泥于枝微末节，这应当是我们核安全实践者应有的作风。 参考文献：1 名词定义，全国科学技术名词审定委员会。2 中国学术期刊网。3 百度百科。
