关于核能的调研报告

关于核能的调研报告

引言：随着社会发展，能源问题、环境问题逐渐成为人们生活、科研的焦点，因为这不仅关乎人类自身及其后代的问题，还关乎地球发展问题。而当今社会能源主要来自于C的化合物（如石油，煤等），这些能源存在的主要问题是：不可再生，环境污染。而核能，虽然不是可再生能源，但较之于传统能源，有着巨大的潜力：其所含能量密度高，污染小。核能正逐渐成为人类能源的主体。

调研内容：

核裂变原理及历史

核能（或称原子能）是通过改变质量从原子核释放的能量，符合爱因斯坦质能方程

E=mc2。核能通过三种核反应之一释放：1、核裂变，打开原子核的结合力。2、核聚变，原子的粒子结合在一起。3、核衰变，自然的慢得多的裂变形式。

1938年德国科学家哈恩用中子轰击铀原子核，发现了核裂变现象。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。1957年前苏联建成了世界上第一座核电站------奥布灵斯克核电站，其装机容量为5兆瓦。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。美国、俄罗斯、英国、法国、中国、日本、以色列等国相继展开对核能应用前景的研究。核电厂发电的基本原理如下：利用核反应堆中铀燃料核裂变连锁反应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，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。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。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。动力堆的发展最初是出于军事需要，后来，由于核浓缩技术的发展，到1966年，核能发电的成本已低于火力发电的成本。中国大陆的核电起步较晚，80年代才动工兴建核电站。中国自行设计建造的30万千瓦（电）秦山核电站在1991年底投入运行。大亚湾核电站于1987年开工，于1994年全部并网发电。

核电优缺点

核电有着无可比拟的优势：1.核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中，因此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.核能发电所使用的铀燃料，除了发电外，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，一座1000百万瓦的核能电厂一年只需30公吨的铀燃料，一航次的飞机就可以完成运送。

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。但是，其缺点更不容忽视：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。

核燃料

关于其燃料放方面，铀是高能量的核燃料，１千克铀可供利用的能量相当于燃烧2050吨优质煤。然而陆地上铀的储藏量并不丰富，且分布极不均匀。只有少数国家拥有有限的铀矿，全世界较适于开采的只有100万吨，加上低品位铀矿及其副产铀化物，总量也不超过500万吨，按目前的消耗量，只够开采几十年。而在巨大的海水水体中，却含有丰富的铀矿资源。据估计，海水中溶解的铀的数量可达45亿吨，相当于陆地总储量的几千倍。如果能将海水中的铀全部提取出来，所含的裂变能可保证人类几万年的能源需要。不过，海水中含铀的浓度很低，1000吨海水只含有3克铀。只有先把铀从海水中提取出来，才能应用。而要从海水中提取铀，从技术上讲是件十分困难的事情，需要处理大量海水，技术工艺十分复杂。但是，人们已经试验了很多种海水提铀的办法，如吸附法、共沉法、气泡分离法以及藻类生物浓缩法等。60年代起，日本、英国、联邦德国等先后着手研究从海水中提取铀，并且逐渐建立了从海水中提取铀的多种方法。其中，以水合氧化钛吸附剂为基础的无机吸附方法的研究进展最快。目前，评估海水提铀可行性的依据之一是一种采用高分子粘合剂和水合氧化钻制成的复合型钛吸附剂。现在海水提铀已从基础研究转向开发应用研究的阶段。日本已建成年产10千克铀的中试工厂，一些沿海国家也计划建造百吨级甚至千吨级工业规模的海水提铀厂。

经合组织核能机构(OECD／NEA)和国际原子能机构(IAEA)近日联合出版了((2009

年铀：资源、生产和需求 (即“铀红皮书”)。新版铀红皮书显示，全球铀资源、产量和需求均在上涨。由于目前预计核能将在未来数年内获得相当大的发展，一些国家加大了对铀矿勘探的投入。数据显示，在总查明资源量增加的同时，生产成本也增加了。新版铀红皮书中的铀资源数据(截止到2009年1月1日)显示，全球查明铀资源总量达到630．63万tU，I：[52007年增加约I 5％，其中包括那些自20世纪80年代以来首次被纳入统计的高成本资源(<260美元／kgU或

核电站现状

根据日本核能产业协会《世界核能发电开发现状》报道，截止2010年1月，全球38个国家和地区共拥有核能发电机组432台(合计输出功率为3．8916亿kW)，其中，美国104台，日本54台，俄罗斯27台，韩国20台，印度17台，中国ll台。若包括在建的和确定要建的140台，全球将拥有核能发电机组572台(合计输出功率为5．289亿kW)。在建的66台中，中国和俄罗斯