讓人又愛又恨的核能，如今到底發展到了什麼階段

隨著化石燃料的不斷消耗和人們對新能源的迫切可望於不斷探索，核能憑藉著其無空氣污染，原料來源廣，經濟優勢強等優勢正不斷走入人們的視野，在新能源領域中佔據了重要的位置，成為了不可缺少的替代能源。借第二十屆太平洋地區核能大會召開之際，公眾科普小編今日向大家推薦一篇高大上的科普論文，詳解核能的利用與對環境的影響，雖然我們小老百姓感覺與核能很遙遠，但您是否可知家中用的每一度電有多少是核能所供應的？

一、 核能概述

1.核能（又稱原子能，原子核能）是原子結構發生變化時釋放出的能量。1905年愛因斯坦提出的相對論中指出：放射性元素在放出人肉眼看不到的射線後，變成別的元素，原子質量會有所減少，所損失的質量轉變成巨大能量，遵循質能方程E=mc2,這就是核能的本質。

核能的釋放通常有兩種方法：一種方式是重原子（235U,239Np）分裂成兩個或多個較輕的原子核，產生鏈式反應釋放巨大能量稱為核裂變；另一種方式是兩個較輕的原子核（如D,T）聚合成一個較重的原子核並釋放出巨大的能量，稱為核聚變。（核聚變由於反應條件要求太高，只能在實驗室中進行，尚不能投產運營，下文中不作介紹，下文提到的核反映通指核裂變反映）

2.核能應用 核能對軍事、經濟、社會、政治等都有廣泛而重大的影響。

在軍事上核能可作為核武器，並用於航空母艦、核潛艇、原子發動機的動力源；在經濟上，它的最廣泛的用途就是替代化石燃料用於發電還有核能供熱和核動力供應；在民用上，它作為放射源用於工業、農業、科研、醫療等領域。

二、 核電技術

1. 核電站的歷史與現狀

世界第一座核能發電站投入運營始於1954年6月27日，位於前蘇聯的奧布寧斯克，這是人類第一次把核能用於和平建設。此後，核電站如雨後春筍般先後在世界各國建立起來。60—70年代形成核電發展的高潮，然而從20世紀80年代開始，由於各種原因核能開始走入低潮，其中美國三里島事故和前蘇聯切爾諾貝利事故使人們開始對核能的和平利用產生懷疑。

截止2007年全球有439座核電機組在運行，總裝機容量為3.72億千瓦（電功率）核電站全球電力生產總量的15%，而比例超過25%的國家有法國（78%）、立陶宛（73%）、比利時（58%）、保加利亞（47%）、斯洛伐克（47%）、瑞典（47%）、烏克蘭（44%）、韓國（43%）、日本（35%）、德國（31%）；而正在運行的核電機組數目排列是美國（104）、法國（59）日本（54），英國（35）、俄羅斯（29）、德國（19）、韓國（16）、加拿大（14）。我國於1989年開始建設秦山核電站，於1991年併網發電，目前總裝機容量達3000MW，之後我國還先繼建設了田灣核電站、大亞灣核電站、嶺澳核電站。

核能發電是目前世界上和平利用核能的重要途徑，無論是從經濟角度還是環保角度，核電都具有明顯的優勢。根據國際原子能機構所掌握的數據，預計到2030年核電能力將達到473000MW。與2008年相比，2030年的核電能力增長率將為27%。中國在核電站發展規劃中也說：2020年我國核電總裝機容量將達到32000MW,占電力總裝機容量比例由2002年的1%上升到4%但與17%仍有很大差距。

2. 核反應堆

核電站的核心是反應堆，它是提供能量的地方，相當於火電站的鍋爐。目前世界上的上反應堆全部採用的是核裂變的反應堆，其中絕大部分是第一代的輕水堆（分為壓水堆和沸水堆）以及重水堆。

壓水堆的核電站一般是由核蒸汽供應系統和汽輪發電機系統組成。其中汽輪機系統部分也成為「常規島」，它與火電站相似。核蒸汽供應系統也成為「核島」，與火電站不同，主要有壓水反應堆，蒸汽發生器，主泵，穩壓器和冷卻管道組成。

沸水堆沒有汽輪發電機系統，而是直接是反應堆堆芯內的水沸騰，並送往汽輪機發電他的核蒸汽供應系統主要部件是反應堆容器及主泵管道等，沒有這蒸汽發生器和穩壓器。

重水堆即用重水（D2O）作為慢化劑的反應堆被稱為重水反應堆。慢化劑（現在的反應堆幾乎都用熱中子，因此，慢化劑是不可缺少的組成部分）與中子相碰時不能使種子數量減少，而重水的中子吸收截面積小，慢化係數大，是非常優異的慢化劑，同時也可以作為冷卻劑使用（重水與石墨並列是最常用的慢化劑）重水堆按結構可分為坎杜型重水堆，壓力管式重水堆，MZFR壓力容器式重水堆和普賢型重水慢化沸騰輕水冷卻的重水堆。

此外還有高溫冷氣堆，快中子反應堆等多種裂變反應堆。

三.核能對環境的影響

核能一方面為社會提供了豐富的能量，核燃料物空氣污染、無漏油問題，無漏天礦坑，物酸性礦坑水；但另一方面核廢物的產生與處理也是一個亟待解決的重大問題，即放射性污染。

1.核電站對周圍居民的輻射劑量是很少的，只相當於天然輻射劑量的1/5--1/6，但由於反應堆前後處理和車間釋放的少量放射性通過水或空氣特別是食物鏈的放大效應，如碘-131在甲狀腺中、鍶-90在腎中、銫-137在肌肉中的富集，會造成熱體的慢性輻射，其後果相當嚴重。

2.反應堆除經常釋放少量的放射性外還定期排放出大量放射性，主要有裂變碎片產物，和反應堆中其他材料受堆芯強中子場作用產生的中子活化產物，他們經過提取後仍有大部分核素，須送去做量終處理。其中最重要的是銫-90（半衰期是28.2年）在高濃度廢液中即使在600年後降低100萬倍後，仍超過飲用水標準的10萬倍，這是需要加倍重視的放射物。

據悉美國1970年泄漏的放射性廢液約87萬升，而1973年又泄露45萬升，如果這些廢液進入地下水中，其污染將達100年之久。

四.核廢物的處理

核廢物主要有錒族元素、高放廢物、中放廢物，低放廢物、混合廢物、乏燃料、超鈾廢物

核廢物的處理途徑主要有：

(1)直接處理：乏燃料元件從反應堆卸出後經過幾十年的冷卻固化為固體後進行地質掩埋處理

(2)後處理：用化學方法回收其中的鈾等，將分離後的裂變產物固化成高放廢物固化物進行地質掩埋處理

(3)固化處理：用適當材料將放射性廢物包裹起來，防止泄露 (4)另外還有分離—嬗變處理，超臨界流體處理技術等。

五.結束語

雖然核能利用會帶來種種困難和挑戰，但相信在人類的共同努力下，一定會逐個解決，讓人們用上真正放心、綠色、安全的核能。

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