试叙述核能发电的现状以及面临的挑战和前景

徐春辉

【摘要】随着世界形的能源紧缺问题越来越严重，新能源不断誔生，核能这个新的能源越来越被人们重视，但是，在世界人眼中，一说起核能，就会想的是核武器、核爆炸等。这给核能的正确使用带来了前所未有的问题。

【关键字】核能；核能发电；核能发电的现状

随着世界形的能源紧缺问题越来越严重，新能源不断誔生，核能这个新的能源越来越被人们重视，但是，在世界人眼中，一说起核能，就会想的是核武器、核爆炸等。这给核能的正确使用带来了前所未有的问题。

一、 正确认识核能

核能（或称原子能）是通过核反应从原子核释放的能量，符合阿尔伯特·爱因斯坦的质能方程E=mc? ，其中E=能量，m=质量，c=光速。核能可通过三种核反应之一释放：1、核裂变，较重的原子核分裂释放结合能。2、核聚变，较轻的原子核聚合在一起释放结合能。3、核衰变，原子核自发衰变过程中释放能量。

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个大气压左右的过饱和蒸汽，经汽水分离并干燥后直接推动汽轮发电机。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。核反应所放出的热量较燃烧化石燃料所放出的能量要高很多（相差约百万倍），比较起来所以需要的燃料体积比火力电厂少相当多。核能发电所使用的的铀235纯度只约占3%-4%，其馀皆为无法产生核分裂的铀238。

二、 核能的发展

第一代核电站。核电站的开发与建设开始于20世纪50年代。1954年前苏联建成发电功率为5兆瓦的实验性核电站；1957年，美国建成发电功率为9万千瓦的Ship Ping Port原型核電站。这些成就证明了利用核能发电的技术可行性。国际上把上述实验性的原型核电机组成为第一代核电机组。

第二代核电站。20世纪60年代后期，在实验性和原型核电机组基础上，陆续建成发电功率30万千瓦的压水堆、沸水堆、重水堆、石墨水冷堆等核电机组，他们在进一步证明核能发电技术可行性的同时，使核电的经济性也得以证明。目前，世界上商业运行的400多座核电机组绝大部分是在这一时期建成的，习惯上称为第二代核电机组。

第三代核电站。20世纪90年代，为了消除三里岛和切尔诺贝利核电站事故的负面影响，世纪核电业界集中力量对严重事故的预防和缓解进行了研究和攻关，美国和欧洲先后出台了《先进轻水堆用户要求文件》，即URD文件和《欧洲用户对轻水堆核电站的要求》，即EUR文件，进一步明确了预防与缓解严重事故，提高安全可靠性等方面的要求。国际上通常把满足URD文件或EUR文件的核电机组称为第三代核电机组。对第三代核电机组要求是能在2010年前进行商用建造。

第四代核电站。2000年1月，在美国能源部的倡议下，美国、英国、瑞士、南非、日本、法国、加拿大、巴西、韩国和阿根廷共10个有意发展核能的国家，联合组成了“第四代国际核能论坛”，与2001年7月签署了合约，约定共同合作研究开发第四代核能技术。

三、 核能是可持续发展的能源

1. 核工业的主要业务范围

核工业的主要业务范围包括：铀矿勘探、铀矿开采与铀的提取、燃料元件制造、铀同位素分离、反应堆发电、乏燃料后处理、同位素应用以及与核工业相关的建筑安装、仪器仪表、设备制造与加工、安全防护及环境保护。

2. 核燃料循环及其组成

核燃料循环是指核燃料的获得、使用、处理、回收利用的全过程。它是核工业体系中的重要组成部分。核燃料循环通常分为前端和后端两部分，前端包括铀矿勘探、铀矿开采、矿石加工（包括选矿、浸出、提取和沉淀等工序）、精制、转化、浓缩、元件制造等；后端包括对反应堆辐照以后的乏燃料元件进行铀钚分离的后处理以及对放射性废物进行处理、贮存和处置。

3. 铀矿地质勘探

铀是核工业最基本的原料。铀矿地质勘探的目的是查明和研究铀矿床形成的地质条件，总结出铀矿床在时间上和空间上的分布规律，并用此规律指导普查勘探，探明地下的铀矿资源。普查勘探工作的程序为区域地质调查、普查和详查、揭露评价、勘探等，同时还要求工作人员进行地形测量、地质填图、原始资料编录等-系列的基础地质工作。

四、 核能的发电的现状

目前；核能发电最大的优势就是我们所认识的，能量巨大；1、污染低2、从燃料资源上而言，地球有望供应；正因为这些优势，目前全球正在运行的核电机组共44；但是核发电并不是没有弊端的，1、核废料处理需严谨；在最新的一次核事故中使弊端显示无疑；但鉴于传统化石能源日益枯竭及环境破坏性不断加剧的；再次，与其他可再生能源相比，核能发电的现状，面临的挑战及前景 就我们所知，目前全世界的经济，政治和生活方式都离不开化石能源，但是随着消费量的不断增加，化石能源储量的不断减少，人们迫切需要寻找一种替代能源，而能满足能效高，技术上可行，环保，并且可再生这四个条件的能源并不多。不过有一种能源能做到这一点，那就是核能。

核能发电最大的优势就是我们所认识的，能量巨大。它以少量的核子燃料即可产生大量的能量。低浓缩铀1吨具有相当于约5万吨的重油之能量。除此之外，核能发电的优势还有以下几点：1、 污染低2、从燃料资源上而言，地球有望供应。3、运输方便、成本低。

核发电存在的弊端：1、核废料处理需严谨。使用过的核燃料，虽然所占体积不大，但因具有放射性，因此必须慎重处理。一旦处理不当，就很可能对环境生命产生致命的影响。核废料的放射性不能用一般的物理、化学和生物方法消除，只能靠放射性核素自身的衰变而减少。核废料放出的射线通过物质时，发生电离和激发作用，对生物体会引起辐射损伤。2、热污染。核能发电热效率较低，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、核能发电被认为存在风险。核裂变必须由人通过一定装置进行控制。一旦失去控制，裂变能不仅不能用于发电，还会酿成灾害。

现在大多数人都是谈核色变。其实任何一个事物都有两面性。人类在“吃一堑长一智”中前行，我们不能因为发生撞机就不坐飞机；不能因为墨西哥湾漏油就停止石油开采；不能因为挑战者号爆炸而停止太空探索。我们完全可以从日本核危机中汲取教训，推动技术进步，而不是被它吓倒 ，相信以后和能回越来越安全放心。

大多人虽然不能一时间接受核能，但是事实就是如此，不可否认的是核能优点很多。虽然全球核能股应声大跌，近年刚刚复兴的核能产业正面临着严重冲击。人们的恐慌自有其道理：32年前美国三里岛核泄漏，25年前切尔诺贝利核电站爆炸，其情其景还历历在目，其后果也尚未完全消除；而现在可怕的福岛核辐射又近在眼前，让人提心吊胆。 然而，任何事物都有两面性，核能也是如此，它在给人类带来灾难的同时，更带来了巨大的前进动力。因此，利弊权衡，取舍定夺，似应从人类社会的长远利益来考量。