1、核能发电英文：nuclear electric power generation。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。除沸水堆外（见轻水堆），其他类型的动力堆都是一回路的冷却剂通过堆心加热，在蒸汽发生器中将热量传给二回路或三回路的水，然后形成蒸汽推动汽轮发电机。沸水堆则是一回路的冷却剂通过堆心加热变成 70 个大气压左右的饱和蒸汽，经汽水分离并干燥后直接推动汽轮发电机。相关书籍发 电 原 理核 能 发 电 的 能 量 来 自 核 反 应 堆 中 可 裂 变 材 料 (核 燃 料
2、)进 行 裂 变 反 应 所 释 放 的 裂 变能 。 裂 变 反 应 指 铀 -235、 钚 -239、 铀 -233 等 重 元 素 在 中 子 作 用 下 分 裂 为 两 个 碎 片 ， 同时 放 出 中 子 和 大 量 能 量 的 过 程 。 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
3、反 应 是 核 能 发 电 的 前 提 。世 界 上 有 比 较 丰 富 的 核 资 源 ， 核 燃 料 有 铀 、 钍 氘 、 锂 、 硼 等 等 ， 世 界 上 铀 的 储 量 约 为417 万 吨 。 地 球 上 可 供 开 发 的 核 燃 料 资 源 ， 可 提 供 的 能 量 是 矿 石 燃 料 的 十 多 万 倍 。 核 能应 用 作 为 缓 和 世 界 能 源 危 机 的 一 种 经 济 有 效 的 措 施 有 许 多 的 优 点 ， 其 一 核 燃 料 具 有 许 多优 点 ， 如 体 积 小 而 能 量 大 ， 核 能 比 化 学 能 大 几 百 万 倍 ； 1000 克 铀
4、 释 放 的 能 量 相 当 于2400 吨 标 准 煤 释 放 的 能 量 ； 一 座 100 万 千 瓦 的 大 型 烧 煤 电 站 ， 每 年 需 原 煤 300 400万 吨 ， 运 这 些 煤 需 要 2760 列 火 车 ， 相 当 于 每 天 8 列 火 车 ， 还 要 运 走 4000 万 吨 灰 渣 。同 功 率 的 压 水 堆 核 电 站 ， 一 年 仅 耗 铀 含 量 为 3 的 低 浓 缩 铀 燃 料 28 吨 ； 每 一 磅 铀 的成 本 ， 约 为 20 美 元 ， 换 算 成 1 千 瓦 发 电 经 费 是 0 001 美 元 左 右 ， 这 和 目 前 的 传
5、统 发电 成 本 比 较 ， 便 宜 许 多 ； 而 且 ， 由 于 核 燃 料 的 运 输 量 小 ， 所 以 核 电 站 就 可 建 在 最 需 要 的工 业 区 附 近 。 核 电 站 的 基 本 建 设 投 资 一 般 是 同 等 火 电 站 的 一 倍 半 到 两 倍 ， 不 过 它 的 核 燃料 费 用 却 要 比 煤 便 宜 得 多 ， 运 行 维 修 费 用 也 比 火 电 站 少 ， 如 果 掌 握 了 核 聚 变 反 应 技 术 ，使 用 海 水 作 燃 料 ， 则 更 是 取 之 不 尽 ， 用 之 方 便 。 其 二 是 污 染 少 。 火 电 站 不 断 地 向 大
6、气 里排 放 二 氧 化 硫 和 氧 化 氮 等 有 害 物 质 ， 同 时 煤 里 的 少 量 铀 、 钛 和 镭 等 放 射 性 物 质 ， 也 会 随着 烟 尘 飘 落 到 火 电 站 的 周 围 ， 污 染 环 境 。 而 核 电 站 设 置 了 层 层 屏 障 ， 基 本 上 不 排 放 污 染环 境 的 物 质 ， 就 是 放 射 性 污 染 也 比 烧 煤 电 站 少 得 多 。 据 统 计 ， 核 电 站 正 常 运 行 的 时 候 ，一 年 给 居 民 带 来 的 放 射 性 影 响 ， 还 不 到 一 次 X 光 透 视 所 受 的 剂 量 。 其 三 是 安 全 性 强
7、。从 第 一 座 核 电 站 建 成 以 来 ， 全 世 界 投 入 运 行 的 核 电 站 达 400 多 座 ， 30 多 年 来 基 本 上是 安 全 正 常 的 。 虽 然 有 1979 年 美 国 三 哩 岛 压 水 堆 核 电 站 事 故 和 1986 年 苏 联 切 尔 诺 贝利 石 墨 沸 水 堆 核 电 站 事 故 ， 但 这 两 次 事 故 都 是 由 于 人 为 因 素 造 成 的 。 随 着 压 水 堆 的 进 一步 改 进 ， 核 电 站 有 可 能 会 变 得 更 加 安 全 。核 能 发 电核能发电中国核能发电的介绍核 能 发 电2008 年 中 国 开 工 建
8、设 福 建 宁 德 、 福 清 和 广 东 阳 江 三 个 核 电 项 目 目 。在 随 后 的 几 年 中 ， 随 着 各 项 设 计 工 作 陆 续 到 位 ， 各 方 将 为 这 三 个 工 程 投 下 上 千 亿 元人 民 币 。 不 过 ， 这 所 有 的 一 切 也 仅 仅 是 中 国 “核 电 强 国 ”梦 想 的 开 端 ， 因 为 根 据 中 国 核电 产 业 发 展 规 划 ， 到 2020 年 中 国 核 电 总 装 机 容 量 要 达 到 4000 万 千 瓦 ， 在 建 1800 万千 瓦 。 这 意 味 着 ， 在 今 后 的 十 多 年 间 ， 中 国 平 均 每
9、 年 要 开 工 建 设 34 台 百 万 千 瓦 级的 核 电 机 组 ， 这 在 历 史 上 绝 无 仅 有 。 而 在 此 蓝 图 下 ， 在 未 来 十 多 年 中 ， 中 国 将 投 下 至 少 4500 亿 元 人 民 币 。 与 此 同 时 ，中 国 在 预 计 花 费 百 亿 元 人 民 币 把 国 外 的 第 三 代 核 电 技 术 引 进 中 国 ， 并 在 此 基 础 上 自 主 创新 。 其 实 ， 中 国 开 描 “核 电 蓝 图 ”并 不 是 一 时 的 冲 动 。 在 能 源 紧 缺 的 大 背 景 下 ， 核 电 成为 了 最 现 实 的 选 择 。 在 未 来
10、 的 中 国 ， 从 沿 海 的 广 东 、 浙 江 、 福 建 到 内 陆 的 湖 北 、 湖 南 、江 西 ， 几 十 座 核 电 站 将 拔 地 而 起 。 能 源 危 机 困 扰 中 国能 源 危 机 的 紧 迫 性 何 在 ？ 中 国 科 学 院 院 士 、 核 反 应 堆 工 程 专 家 王 大 中 曾 用 一 组 数 据作 出 过 说 明 ： 中 国 已 成 为 世 界 第 二 大 能 源 生 产 与 消 费 国 、 第 一 大 煤 炭 生 产 与 消 费 国 、 第二 大 石 油 消 费 国 及 石 油 进 口 国 、 第 二 大 电 力 生 产 国 。 根 据 2020 年
11、中 国 GDP 翻 两 番 的 发 展 目 标 估 计 ， 国 内 约 需 发 电 装 机 容 量 8 亿 9亿 千 瓦 ， 而 已 有 装 机 容 量 仅 为 4 亿 千 瓦 。 但 在 现 有 的 发 电 结 构 中 ， 单 煤 电 就 占 了 其 中的 74 。 这 也 意 味 着 若 电 力 需 求 再 翻 一 番 ， 每 年 用 煤 就 将 超 过 16 亿 吨 ， 而 长 距 离 的煤 炭 输 送 将 加 剧 环 境 和 运 输 压 力 。 另 外 ， 在 今 年 年 初 南 方 的 冰 灾 中 ， 光 是 因 交 通 运 输 困难 ， 电 煤 供 应 紧 张 ， 造 成 的 缺
12、煤 停 机 超 过 3700 万 千 瓦 ， 19 个 省 区 拉 闸 限 电 。 而 如 此大 电 煤 消 耗 ， 二 氧 化 硫 和 烟 尘 排 放 量 每 年 分 别 新 增 500 万 吨 和 5326 万 吨 以 上 。 另 外 ， 水 电 受 到 客 观 条 件 的 限 制 ， 其 开 发 难 度 相 当 大 。 而 太 阳 能 、 生 物 能 等 可 再 生能 源 开 发 遇 到 核 心 技 术 的 瓶 颈 ， 其 使 用 成 本 极 高 。 因 此 ， 在 未 来 的 30 年 内 ， 这 些 新能 源 不 具 备 成 为 我 国 主 力 能 源 的 条 件 。 所 以 ， 清
13、 洁 、 高 效 的 核 电 成 了 备 选 。 1957 年 ， 人 类 开 始 建 设 核 电 站 并 利 用 核 能 发 电 ， 到 现 在 ， 核 电 约 占 全 世 界 电 力 的16%。 但 自 1986 年 前 苏 联 发 生 切 尔 诺 贝 利 核 电 站 核 燃 料 泄 漏 事 件 以 来 ， 核 电 成 了 许 多 人心 中 的 恶 魔 ， 中 国 也 不 例 外 。 全 球 核 电 业 就 开 始 进 入 低 潮 。 根 据 国 际 原 子 能 机 构 的 统 计 ，2000 年 年 底 ， 全 球 正 在 运 行 的 核 动 力 堆 共 有 438 座 ， 到 了 20
14、03 年 3 月 ， 增 加 至 441座 ， 仅 增 3 座 。 但 现 实 的 能 源 危 机 改 变 了 这 一 切 。 在 能 源 危 机 的 背 景 下 ， 人 们 对 生 存 的 渴 求 战 胜 了 对 恐 惧 的 担 忧 ， 欧 美 国 家 被 冻 结 30多 年 的 核 电 计 划 也 纷 纷 解 冻 。 而 此 间 ， 受 多 种 因 素 的 影 响 ， 中 国 的 核 电 发 展 战 略 也 正 在由 “适 度 ”转 向 “积 极 ”。 核 电 工 业 战 略 性 转 向核 能 发 电“在 过 去 的 30 多 年 中 ， 虽 然 是 采 取 单 个 安 排 、 分 散 建
15、 设 的 形 式 进 行 ， 在 筹 建 个 别 核电 项 目 时 从 来 没 有 放 到 全 国 电 力 规 划 的 大 框 架 下 考 量 ， 但 我 国 仍 是 世 界 上 少 数 拥 有 比 较完 整 核 工 业 体 系 的 国 家 之 一 ”， 在 谈 及 我 国 核 电 发 展 历 程 时 ， 唐 红 键 说 。 不 过 ， 这 一 背景 在 当 时 切 合 了 我 国 一 直 贯 彻 “适 度 发 展 ”的 战 略 。 这 期 间 ， 中 国 核 电 工 业 历 史 上 最 具 标 志 性 的 事 情 在 广 东 电 力 设 计 研 究 院 的 参 与 下 完成 。 2005 年
16、 ， 在 时 任 国 务 院 副 总 理 曾 培 炎 的 主 持 下 ， 岭 澳 二 期 核 电 项 目 相 关 设 计 合 同签 署 。 “这 标 志 着 我 国 已 具 备 了 百 万 千 瓦 级 大 型 核 电 站 的 设 计 能 力 。 ”这 一 次 ， 在 常 规 岛的 设 计 项 目 上 ， 广 东 电 力 设 计 研 究 院 揽 下 了 近 3 亿 元 人 民 币 的 设 计 合 同 ， “要 是 交 给外 国 人 ， 光 设 计 费 起 码 就 得 12 亿 元 ”。 但 在 唐 红 键 看 来 ， 中 国 核 电 发 展 战 略 的 转 型 迹 象 早 已 显 现 。 “在
17、2003 年 11 月 ，国 家 核 电 领 导 办 公 室 就 改 成 了 国 家 核 电 自 主 化 工 作 领 导 小 组 ， 大 力 发 展 核 电 的 思 路 可 以说 已 初 见 端 倪 。 ” 到 了 2004 年 9 月 1 日 ， 中 国 国 防 科 工 委 副 主 任 、 国 家 原 子 能 机 构 主 任 张 华 祝 在 国务 院 新 闻 办 新 闻 发 布 会 上 透 露 ， 中 国 政 府 对 进 一 步 推 动 核 电 发 展 作 出 了 新 的 决 策 ， 将 加快 核 能 发 展 ， 逐 步 提 高 核 能 在 能 源 供 应 总 量 中 的 比 例 。 从 “
18、适 当 发 展 ”到 “加 快 发 展 ”， 此 时 ， 中 国 核 电 工 业 转 向 的 明 确 性 不 言 而 喻 。 从 “适 度 发 展 ”到 “加 快 发 展 ”， 中 国 核 电 工 业 走 过 了 30 年 。 而 在 此 期 间 法 国 核 电发 电 量 占 到 了 其 国 内 总 发 电 量 的 78%， 日 本 占 国 内 总 发 电 量 的 30%。 相 比 之 下 ， 中国 核 电 只 占 2%， 实 在 是 少 得 可 怜 。 截 至 目 前 ， 中 国 已 建 成 投 产 4 个 核 电 站 ， 11 台 机 组 ， 装 机 842 万 千 瓦 。 此 外 ，全
19、国 已 经 开 工 建 设 的 有 22 台 机 组 。 而 从 20 世 纪 50 年 代 以 来 ， 世 界 各 国 共 建 造 了440 多 个 核 电 站 ， 发 电 量 已 占 世 界 总 发 电 量 的 16%。 因 此 ， 要 想 填 平 鸿 沟 ， 中 国 注 定有 许 多 路 要 走 。 但 随 着 2007 年 11 月 2 日 ， 国 家 发 改 委 正 式 对 外 发 布 我 国 核 电 发 展 专 题 规 划(2005-2020 年 ) ， 我 国 核 电 产 业 发 展 目 标 逐 渐 清 晰 。 15 年 4500 亿 元 大 生 意 规 划 确 定 ， 到 20
20、20 年 ， 我 国 核 电 运 行 装 机 容 量 争 取 达 到 4000 万 千 瓦 ； 核 电年 发 电 量 达 到 2600 亿 2800 亿 千 瓦 时 。 在 目 前 在 建 和 运 行 核 电 容 量 1696.8 万 千 瓦 的基 础 上 ， 新 投 产 核 电 装 机 容 量 约 2300 万 千 瓦 。 同 时 ， 考 虑 核 电 的 后 续 发 展 ， 2020 年末 在 建 核 电 容 量 应 保 持 1800 万 千 瓦 左 右 。 这 就 是 说 ， 如 果 规 划 得 以 实 施 ， 核 电 将 占 我 国 全 部 发 电 装 机 容 量 的 4%左 右 ， 发
21、电 量 占 全 国 发 电 量 的 6%。 这 也 意 味 着 ， 在 未 来 十 几 年 间 ， 将 新 开 工 建 设 30 台 以 上的 百 万 千 瓦 级 核 电 机 组 。 其 实 ， 在 此 时 ， 国 际 核 电 发 展 大 环 境 已 经 降 温 ， 而 中 国 新 近 宣 布 发 展 核 电 ， 在 国 外许 多 人 看 来 扮 演 了 “填 空 者 ”的 角 色 ， 一 跃 成 为 未 来 10 年 全 球 最 大 的 新 增 核 电 市 场 。国 际 原 子 能 机 构 前 总 干 事 布 利 克 斯 认 为 ， 中 国 核 电 发 展 的 形 势 对 世 界 核 电 工
22、 业 是 个 巨 大的 鼓 舞 。 既 然 不 是 纸 上 谈 兵 ， 那 么 规 划 了 就 意 味 着 投 入 。 与 核 能 “高 贵 ”的 身 份 相 衬 ， 目 前 ，核 电 厂 的 造 价 也 同 样 “高 高 在 上 ”。 目 前 ， 火 电 每 千 瓦 投 资 为 4000 元 ， 而 核 电 投 资 为13302000 美 元 ， 约 合 人 民 币 为 1.1 万 1.65 万 元 ， 两 者 相 差 高 达 2.754.1 倍 。 另 外 ，核 电 建 设 周 期 相 对 较 长 ， 其 建 设 周 期 一 般 为 70 个 月 (约 6 年 )， 如 果 控 制 不 好
23、 ， 将 达到 8090 个 月 。 与 此 相 对 ， 火 电 一 般 为 30 多 个 月 。 因 此 有 专 家 估 计 ， 为 了 完 成 这 些 投 资 将 耗 费 至 少 5000 亿 元 人 民 币 。 这 个 数 目 与规 划 中 的 估 算 大 抵 相 当 ， “按 照 15 年 内 新 开 工 建 设 和 投 产 的 核 电 建 设 规 模 大 致 估 算 ， 核电 项 目 建 设 资 金 需 求 总 量 约 为 4500 亿 元 人 民 币 ”。 不 过 ， 这 只 是 核 电 站 的 建 设 费 用 ，核 燃 料 的 采 购 和 核 废 料 处 理 等 其 他 费 用
24、并 不 包 括 其 中 。 还 有 一 个 问 题 是 ， 目 前 的 形 势 下 ， “涨 价 ”可 能 将 是 中 国 不 得 不 面 对 的 问 题 。 俄 罗斯 核 能 建 设 与 出 口 公 司 代 表 耶 西 波 娃 曾 表 示 ， “新 的 核 电 项 目 的 合 同 价 格 已 经 不 可 能 跟十 年 前 签 署 的 田 湾 一 期 项 目 一 样 了 ”。 根 据 俄 方 专 家 的 预 测 ， 未 来 5 年 ， 与 核 电 建 设相 关 的 设 备 和 主 要 原 料 等 价 格 将 上 涨 200%。 “内 陆 第 一 ”暂 无 期4500 亿 元 ！ 绝 对 是 笔
25、 大 生 意 ！ 在 无 数 看 客 注 目 的 同 时 ， 各 地 政 府 首 先 动 了 凡 心 。 此 间 ， 内 陆 各 省 为 了 争 上 内 陆 第 一 核 电 站 而 拼 得 “头 破 血 流 ”。 毕 竟 ， 不 管 是 从 能源 供 应 还 是 经 济 发 展 角 度 ， 核 电 的 诱 惑 实 在 无 法 抵 挡 。 相 关 资 料 显 示 ， 目 前 全 国 已 有 21个 省 、 市 提 出 要 上 马 核 电 项 目 ， 据 说 很 多 省 已 为 此 努 力 了 十 多 年 。 在 所 有 这 些 争 上 核 电 的 内 陆 省 份 中 ， 热 情 最 高 的 莫
26、过 于 湖 北 、 湖 南 和 江 西 。 有 种 说 法 是 ， 湖 南 早 在 上 世 纪 80 年 代 就 开 始 核 电 站 的 相 关 研 究 与 申 请 ， 湖 北 在1988 年 已 经 开 始 核 电 的 前 期 准 备 工 作 。 不 过 ， 这 些 省 份 真 正 表 达 要 上 马 核 电 意 图 是 2005 年 。 在 那 年 的 全 国 两 会 期 间 ，湖 南 、 湖 北 、 四 川 等 省 份 的 代 表 团 都 谈 到 了 本 省 发 展 核 电 的 迫 切 愿 望 。 但 当 时 ， 这 些 内陆 省 份 的 申 请 ， 国 家 发 改 委 一 个 都 没
27、批 。 因 此 ， 为 了 建 设 “内 陆 第 一 个 核 电 站 ”， 各省 份 开 始 极 力 游 说 甚 至 “明 争 暗 斗 ”。 “最 冲 动 的 首 先 是 地 方 政 府 ， 一 个 核 电 站 投 资 几 百 亿 元 ， 只 要 建 在 那 ， 不 管 谁 来 投资 ， 几 百 亿 元 投 进 去 了 ， 经 济 肯 定 发 展 起 来 了 。 ”唐 红 键 说 。 按 照 唐 红 键 的 说 法 ， 过 去 我 国 的 核 电 站 之 所 以 大 多 建 在 沿 海 地 区 ， 一 是 因 为 核 电 站需 要 大 量 的 水 进 行 冷 却 ， 而 靠 近 大 海 水 资
28、 源 丰 富 ， 大 型 核 电 机 组 运 输 也 比 较 便 利 ， 二 是沿 海 地 区 经 济 发 达 ， 能 够 承 受 数 百 亿 元 的 投 资 ， 以 及 适 当 的 高 电 价 。 事 实 上 ， 许 多 西 方国 家 的 核 电 项 目 ， 大 部 分 都 建 在 内 陆 河 边 。 因 此 ， 在 我 国 积 极 发 展 核 电 的 背 景 下 ， 内 陆 一 些 水 资 源 丰 富 、 三 面 环 山 、 一 面 是 水的 核 电 站 选 址 也 被 提 上 了 议 事 日 程 。 在 今 年 全 国 两 会 期 间 ， 时 任 国 家 发 改 委 副 主 任 的 张国
29、 宝 曾 表 示 ， 国 家 已 允 许 内 陆 地 区 的 湖 南 、 湖 北 、 江 西 三 省 以 三 代 核 电 技 术 为 基 础 开 展核 电 站 建 设 的 前 期 准 备 工 作 。 只是，就目前而言，要真正建立内陆第一座核电站，还需等待。因为按照去年制定的国家核电中长期发展规划，在未来的 13 年中，我国将新增投产的 2300 万千瓦核电站中，主要安排在浙江、江苏、广东、山东、辽宁和福建 6 个沿海省兴建，而且早先已经在这几个省确定了 13 个优先选择的厂址。 规划甚至明确，中西部多个省份期待已久的中国首个内陆核电站开工建设时间被排在了 2016 年(“十三五”开始 )以后。
30、核电站发电原理现在使用最普遍的民用核电站大都是压水反应堆核电站，它的工作原理是：用铀制成的核燃料在反应堆内进行裂变并释放出大量热能；高压下的循环冷却水把热能带出，在蒸汽发生器内生成蒸汽；高温高压的蒸汽推动汽轮机，进而推动发电机旋转。核电站组成部分核电站一般分为两部分：利用原子核裂变生产蒸汽的核岛（包括反应堆装置和一回路系统）和利用蒸汽发电的常规岛（包括汽轮发电机系统）。核电站使用的燃料一般是放射性重金属：铀、鈽。核 能 及 其 获 取 途 径 核 能 ， 是 核 裂 变 能 的 简 称 。 50 多 年 以 前 ， 科 学 家 在 的 一 次 试 验 中 发 现铀 -235 原 子 核 在 吸
31、 收 一 个 中 子 以 后 能 分 裂 ， 在 放 出 23 个 中 子 的 同 时 伴随 着 一 种 巨 大 的 能 量 ， 这 种 能 量 比 化 学 反 应 所 释 放 的 能 量 大 的 多 ， 这 就 是 我们 今 天 所 说 的 核 能 。 核 能 的 获 得 途 径 主 要 有 两 种 ， 即 重 核 裂 变 与 轻 核 聚 变 。核 聚 变 要 比 核 裂 变 释 放 出 更 多 的 能 量 。 例 如 相 同 数 量 的 氘 和 铀 -235 分 别 进行 聚 变 和 裂 变 ， 前 者 所 释 放 的 能 量 约 为 后 者 的 三 倍 多 。 被 人 们 所 熟 悉 的
32、 原 子弹 、 核 电 站 、 核 反 应 堆 等 等 都 利 用 了 核 裂 变 的 原 理 。 只 是 实 现 核 聚 变 的 条 件要 求 的 较 高 ， 即 需 要 使 氢 核 处 于 几 千 万 度 以 上 的 高 温 才 能 使 相 当 的 核 具 有 动能 实 现 聚 合 反 应 。重 核 裂 变 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 。 例 如 ， 当 用 一 个 中 子 轰 击 -235的 原 子 核 时 ， 它 就 会 分
33、裂 成 两 个 质 量 较 小 的 原 子 核 ， 同 时 产 生 23 个 中 子和 、 等 射 线 ， 并 释 放 出 约 200 兆 电 子 伏 特 的 能 量 。 如 果 再 有 一 个 新产 生 的 中 子 去 轰 击 另 一 个 铀 -235 原 子 核 ， 便 引 起 新 的 裂 变 ， 以 此 类 推 ， 裂变 反 应 不 断 地 持 续 下 去 ， 从 而 形 成 了 裂 变 链 式 反 应 ， 与 此 同 时 ， 核 能 也 连 续不 断 地 释 放 出 来 。轻 核 聚 变 所 谓 轻 核 聚 变 是 指 在 高 温 下 (几 百 万 度 以 上 )重 氢 核 (氘 核
34、)与 超 重 氢 核(氘 核 )结 合 成 氦 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 。 由 于 原 子 核 间 有 很 强 的 静 电 排 斥 力 ， 因 此 在 一 般 的 温 度 和 压 力 下 ，很 难 发 生 聚 变 反 应 。 而 在 太 阳 等 恒 星 内 部 ， 压 力 和 温 度 都 极 高 ， 所 以 就 使 得轻 核 有 了 足 够 的 动 能 克 服 静 电 斥 力 而 发 生 持 续 的 聚 变 。 自 持 的 核 聚 变 反 应 必须 在 极 高 的 压 力 和 温 度 下 进 行 ，
35、故 称 为 “热 核 聚 变 反 应 “。 氢 弹 是 利 用 氘 、 氚 原 子 核 的 聚 变 反 应 瞬 间 释 放 巨 大 能 量 这 一 原 理 制 成 的 ，但 它 释 放 能 量 有 着 不 可 控 性 ， 所 以 有 时 造 成 了 极 大 的 杀 伤 破 坏 作 用 。 目 前 正在 研 制 的 “受 控 热 核 聚 变 反 应 装 置 “也 是 应 用 了 轻 核 聚 变 原 理 ， 由 于 这 种 热 核反 应 是 人 工 控 制 的 ， 因 此 可 用 作 能 源 。一 种 新 能 源 核 电 站 目 前 化 石 燃 料 在 能 源 消 耗 中 所 占 的 比 重 仍
36、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
37、 护 人 类 赖 以 生 存 的 生 态 环 境 。 世 界 上 核 电 国 家 的 多 年 统 计 资 料 表 明 ， 虽 然 核 电 站 的 投 资 高 于 燃 煤电 厂 ， 但 是 ， 由 于 核 燃 料 成 本 远 远 地 低 于 燃 煤 成 本 ， 相 反 核 燃 料 反 应 所 释 放的 能 量 却 远 远 高 于 化 石 燃 料 燃 烧 所 释 放 出 来 的 能 量 ， 而 且 核 燃 料 取 之 不 竭 ，这 就 使 得 目 前 核 电 站 的 总 发 电 成 本 低 于 烧 煤 电 厂 。核 能 是 可 持 续 发 展 的 能 源 据 估 计 ， 在 世 界 上 核 裂 变
38、 的 主 要 燃 料 铀 和 钍 的 储 量 分 别 约 为 490万 吨 和 275 万 吨 。 这 些 裂 变 燃 料 足 可 以 用 到 聚 变 能 时 代 。 轻 核 聚 变 的 燃 料 是氘 和 锂 ， 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 有 40 多 万 亿 吨氘 ， 足 够 人 类 使 用 百 亿 年 。 地 球 上 的 锂 储 量 有 2000 多 亿 吨 ， 锂 可 用 来 制 造氚 ， 足 够 人
39、 类 在 聚 变 能 时 代 使 用 。 况 且 以 目 前 世 界 能 源 消 费 的 水 平 来 计 算 ，地 球 上 能 够 用 于 核 聚 变 的 氘 和 氚 的 数 量 ， 可 供 人 类 使 用 上 千 亿 年 。 因 此 ， 有关 能 源 专 家 认 为 ， 如 果 解 决 了 核 聚 变 技 术 ， 那 么 人 类 将 能 从 根 本 上 解 决 能 源问 题 。核 燃 料 元 件 经 过 提 纯 或 浓 缩 的 铀 ， 还 不 能 直 接 用 作 核 燃 料 。 必 须 经 过 化 学 ， 物 理 、机 械 加 工 等 处 理 后 ， 制 成 各 种 不 同 形 状 和 品
40、质 的 元 件 ， 才 能 供 反 应 堆 作 为 燃料 来 使 用 。 核 燃 料 元 件 种 类 繁 多 ， 按 组 分 特 征 来 分 ， 可 分 为 金 属 型 、 陶 瓷型 和 弥 散 型 ； 按 几 何 形 状 来 分 ， 有 柱 状 、 棒 状 、 环 状 、 板 状 、 条 状 、 球 状 、棱 柱 状 元 件 ； 按 反 应 堆 来 分 ， 可 以 分 为 试 验 堆 元 件 ， 生 产 堆 元 件 ， 动 力 堆 元件 （ 包 括 核 电 站 用 的 核 燃 料 组 件 ） 。 核 燃 料 元 件 一 般 都 是 由 芯 体 和 包 壳 组 成 的 。 由 于 它 长 期
41、在 强 辐 射 、高 温 、 高 流 速 甚 至 高 压 的 环 境 下 工 作 ， 所 以 对 芯 片 的 综 合 性 能 、 包 壳 材 料 的结 构 和 使 用 寿 命 都 有 很 高 的 要 求 。 可 见 ， 核 燃 料 元 件 制 造 是 一 种 高 科 技 含 量的 技 术 。乏 燃 料 的 后 处 理 经 过 辐 照 的 燃 料 元 件 ， 从 堆 内 卸 出 时 总 是 含 有 一 定 量 未 分 裂 和 新 生 的 裂变 燃 料 。 乏 燃 料 的 后 处 理 的 目 的 就 是 回 收 这 些 裂 变 燃 料 如 铀 -235， 铀 -233和 钚 ， 利 用 它 们 再
42、 制 造 新 的 燃 料 元 件 或 用 做 核 武 器 装 料 。 此 外 ， 回 收 转 换 原料 （ 铀 -238， 铯 -137， 锶 -90） ， 提 取 处 理 所 生 成 的 超 铀 元 素 以 及 可 用 作 射线 源 的 某 些 放 射 性 裂 变 产 物 （ 如 铯 -137， 锶 -90 等 ） ， 都 有 很 大 的 科 学 和 经济 价 值 。 但 此 项 工 序 放 射 性 强 ， 毒 性 大 ， 容 易 发 生 临 界 事 故 ， 所 以 ， 在 进 行乏 燃 料 的 后 处 理 时 一 定 要 加 强 安 全 防 护 措 施 。 后 处 理 工 艺 一 般 分
43、为 四 个 步 骤 ： 冷 却 与 首 端 处 理 、 化 学 分 离 、 通 过 化 学转 化 还 原 出 铀 和 钚 、 通 过 净 化 分 别 制 成 金 属 铀 （ 或 二 氧 化 铀 ） 及 钚 （ 或 二 氧化 钚 ） 。 冷 却 与 首 端 处 理 是 冷 却 将 乏 燃 料 组 件 解 体 ， 即 脱 除 元 件 包 壳 ， 溶 解燃 料 芯 块 。 化 学 分 离 （ 即 净 化 与 去 污 过 程 ） 是 将 裂 变 产 物 从 -Pu 中 清 除出 去 ,然 后 用 溶 剂 淬 取 法 将 铀 -钚 分 离 并 分 别 以 硝 酸 铀 酰 和 硝 酸 钚 溶 液 形 式
44、提取 出 来 。三 废 处 理 与 处 置 在 核 工 业 生 产 和 科 研 过 程 中 ， 会 产 生 一 些 不 同 程 度 放 射 性 的 固 态 、液 态 和 气 态 的 废 物 ， 简 称 为 “三 废 “。 在 这 些 废 物 中 ， 放 射 性 物 质 的 含 量 虽 然很 低 ， 危 害 却 很 大 。 普 通 的 外 界 条 件 （ 如 物 理 、 化 学 、 生 物 方 法 ） 对 放 射 性物 质 基 本 上 不 会 起 作 用 。 因 此 在 放 射 性 废 物 处 理 过 程 中 ， 除 了 靠 放 射 性 物 质的 衰 变 使 其 放 射 性 衰 减 外 ， 就
45、只 能 采 取 多 级 净 化 、 去 污 、 压 缩 减 容 、 焚 烧 、固 化 等 措 施 将 放 射 性 物 质 从 废 物 中 分 离 出 来 ， 使 浓 集 放 射 性 物 质 的 废 物 体 积尽 量 减 小 ， 并 改 变 其 存 在 的 状 态 ， 以 达 安 全 处 置 的 目 的 。 这 个 过 程 称 为 “三 废 处 理 与 处 置 “。核动力是利用可控核反应来获取能量，从而得到动力、热量和电能。因为核辐射问题和现在人类还只能控制核裂变，所以核能尚未得到所有国家、民众的认可，在大部分的国家暂时未有大规模的利用。利用核反应来获取能量的原理是：当裂变材料（例如铀-235）
46、在受人为控制的条件下发生核裂变时，核能就会以热的形式被释放出来，这些热量会被用来驱动蒸汽机。蒸汽机可以直接提供动力，也可以连接发电机来产生电能。世界各国军队中的某些潜艇及航空母舰以核能为动力（主要是美国） 。同时，核能每年提供人类获得的所有能量中的 15.7%。核能发电的燃料产业链：（CANDU：Canadian deuterium uranium (reactor) 加拿大压重水式核反应堆）应用法国核电发电比例极高，图为法国核电厂位置。美国每年产生的核能居全世界首位，美国人消耗的电能中有 20%来自于核能。如果按核能占总电能的百分比来看，法国则为全球第一。 2006 年的调查显示，核能满足了
47、 80%的法国电能需求。欧盟需要的 30%的电能来自核反应。各国的核能政策均各有不同。核能是一种储量充足并被广泛应用的能量来源，而且如果用它取代化石燃料来发电的话，温室效应也会减轻。国际间正在进行对于改善核能安全性的研究，科学家们同时还在研究可控核聚变和核能的更多用途，比如说制氢（氢能也是一种被广泛提倡的清洁能源），海水淡化和大面积供热。 1979 年的三哩岛核泄漏事故和 1986 年的切尔诺贝利核事故使美国放缓了建造核能发电厂的步伐。后来，核能在经济与环境两方面的益处使联邦政府又开始重新考虑它。公众也对核能很感兴趣，不断飙升的油价，核能发电厂安全性的提高和符合京都议定书规定的低温室气体排放量
48、使一些有影响的环境保护论者开始注意核能。有一些核反应堆已处于建造当中，几种新型核反应堆也在计划之中。关于核能的利用一直存在着争议，因为那些放射性核废料会被无限期保存起来，这就有可能造成泄漏或爆炸，有些国家可能借应用核能的名义来大量制造核武器。核能的拥护者说这些风险都是很小的，并且应用了更先进的科技的新型核反应堆会将风险进一步降低。他们还指出，与其它化石燃料发电厂相比，核能发电厂的安全记录反而更好，核能产生的放射性废料比燃烧煤产生的还少，并且核能可以持续获得。而核能的反对者，包括了大部分主要的环境保护组织，认为核能是一种不经济，不合理且危险的能源（尤其是与可再生能源相比），而且他们对新技术能否减
49、低成本和风险也存在着争议。有些人担心朝鲜及伊朗可能正在以民用核能的名义研制核武器。朝鲜已经承认拥有核武器，而伊朗则对此否认。起源起源第一个成功的核裂变实验装置在 1938 年的柏林被德国科学家 奥托哈恩， 莉泽迈特纳和 弗瑞兹斯特拉斯曼制成。在第二次世界大战中，一些国家致力于研究核能的利用，它们首先研究的是核反应堆。1942 年 12 月 2 日， 恩里科费米在芝加哥大学建成了第一个完全自主的链式核反应堆，在他的研究基础上建立的反应堆被用来制造轰炸了长崎的原子弹“胖子”中的钚。在这个时候，一些国家也在研究核能，它们的研究重点是核武器，但同时也进行民用核能的研究。1951 年 12 月 20 日人类首次用核反应堆产生出了电能，这个核反应堆位于爱达荷州Arco 的 EBR-I 试验增殖反应堆，它最初向外输出的功率为 100 kW。1952 年，帕雷委员会（“总统的材料政策委员会”的简称）向当时的美国总统哈利S杜鲁门提交了一份报告，这份报告认为核能的前景“相当悲观”，它建议应该让科学家们研究太阳能。1953 年 12 月，美国总统 德怀特艾森豪威尔发表的名为“和平需要原子”的演说，这使美国政府开始资助一系列国际间的核能研究。早期这是位于宾夕法尼亚州码头市的“码头市核电站” ，它是美国第一个投入商业运营的核反应堆，于
