核能是一清洁能源论文

核能是一清洁能源

李铠

化工11-1

06112559

摘要：世界能源储备量愈趋紧张，而世界能源需求量愈加扩大，因此核能越来越受到世界各国的重视，对核能开发利用的探讨也愈加激烈。一方面，是核能的安全问题；另一方面，是核能的清洁问题。面临世界能源现状，兼顾安全和清洁的能源，才是世界能源的新出路。

关键字：清洁能源核能废物环境污染

什么是清洁能源？

传统意义上，清洁能源指的是对环境友好的能源，意思为环保，排放少，污染程度小。但是这个概念不够准确，容易让人们误以为是对能源的分类，认为能源有清洁与不清洁之分，从而误解清洁能源的本意。

清洁能源的准确定义应是：对能源清洁、高效、系统化应用的技术体系。含义有三点：第一清洁能源不是对能源的简单分类，而是指能源利用的技术体系；第二清洁能源不但强调清洁性同时也强调经济性；第三清洁能源的清洁性指的是符合一定的排放标准。[1]

清洁能源和含义包含两方面的内容：

（1）可再生能源：消耗后可得到恢复补充，不产生或极少产生污染物。如太阳能、风能，生物能、水能，地热能，氢能等。中国目前是国际洁净能源的巨头，是世界上最大的太阳能、风力与环境科技公司的发源地。[2]

（2）非再生能源：在生产及消费过程中尽可能减少对生态环境的污染，包括使用低污染的化石能源（如天然气等）和利用清洁能源技术处理过的化石能源，如洁净煤、洁净油等。[3]

什么是核能？

核能（或称原子能）是通过转化其质量从原子核释放的能量，符合阿尔伯特·爱因斯坦的方程E=mc² ，其中E=能量，m=质量，c=光速常量。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，原子的粒子熔合在一起。3、核衰变，自然的慢得多的释能形式。[4]

核能的发展？

核能的能量来自于原子核内部的聚变和裂变，因此，核能的发展与电子，原子，原子核的发展密不可分。

19世纪末英国物理学家汤姆逊发现了电子。

1895年德国物理学家伦琴发现了X射线。

1896年法国物理学家贝克勒尔发现了放射性。

1898年居里夫人与居里先生发现新的放射性元素钋。

1902年居里夫人经过三年又九个月的艰苦努力又发现了放射性元素镭。

1905年爱因斯坦提出质能转换公式。

1914年英国物理学家卢瑟福通过实验，确定氢原子核是一个正电荷单元，称为质子。

1935年英国物理学家查得威克发现了中子。

1938年德国科学家奥托·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。[5]

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。人类也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。[6]

核能利用领域？

核能目前利用最多的领域还是核能发电。

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。[7]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。[8]

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），[9]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。举例而言，核电厂每年要用掉80吨的核燃料，只要2支标准货柜就可以运载。如果换成燃煤，需要515万吨，每天要用20吨的大卡车运705车才够。如果使用天然气，需要143万吨，相当于每天烧掉20万桶家用瓦斯。换算起来，刚好接近全台湾692万户的瓦斯用量。[10]

核能发电与煤电的比较。

核电链是指扶铀的开采、冶炼、转化、浓缩元件制造、发电、后处理到废物处理处置。煤电链是指从采煤、冼煤、运输、发电到废渣的利用和处置。[11]①．对公众健康的影响。核电厂排放微量的放射性物质，从而对公众产生极微量的辐射照射。这一点已为公众所熟知。但很少有人了解，由于煤中含微量天然放射性物质，从燃煤电站排放的天然放射性物对公众产生的辐射照射远高于核电站。煤电链产生的对公众的归一化集体剂量比核电燃料链高50倍。例如，在浙江的一座石煤发电厂，其功率比秦山一期核电厂小一个数量级，但排放的放射性物质产生的辐射剂量比秦山核电厂却高一个数量级。众所周知，燃煤电厂还排放大量含有害物质的微尘。采用健康危害评价方法比较煤电链和核电链，煤电链比核电链高一个数量级。[12]

②．对环境的影响。酸雨和温室效应对环境有着不可逆的危害。通过“我国酸沉降及其生态环境影响研究”得知，核电链对酸雨的形成作用远小于煤电链。[13]同样，煤电链的温室气体的排放量更是核电链的100倍。[14]

核能利用后废物的处理？

核电站运行过程中会产生放射性废气、废水和固体废物。俗称放射性“三废。为了阻止或减少放射性物质向环境释放，保护环境。保障公众的健康。核电站设置了一套完善的“三废”处理系统。

1.废气经过滤高空排放

压水堆的废气主要来源于主回路及其辅助系统。放射性废气用压缩机送进衰变罐内贮存60-90天。使废气内除氪85外所有放射性裂变气体几乎全部衰变完后。经活性炭吸附碘高效过滤器(效率为98％-99.9％)和纤维高效过滤器(效率为99％-99.9％)过滤后，由高烟囱排人大气。[15]由于采取适当的废气处理系统，向环境中排放的气体放射性远远低于允许排放标准。

2.四类废水分别处理

在正常运行情况下，核电站的放射性排出物主要来源于冷却剂，压水堆核电站的放射性废液有四类：第一类是低电导率的干净废水，水质如蒸馏水，不用处理而直接返回一回路系统循环使用；第二类是中等电导率的脏废水，如反应堆厂房和放射性厂房清洗地面的排水，实验室的废水与排水，取样点的排水及各种来源的地面排水，经废水处理后，可排掉或者重复使用；第三类是蒸气发生器的排污水；第四类是含洗涤剂的废水，如洗衣房废水，人员及设备的去污用水，以及冲洗在厂区内运输放射性物质所污染的马路的用水，这些废水先存放在贮存池中，而后以一定流量排于排水渠中，与其它无放射性废水混合稀释至容许浓度下再排放掉，或者抽送到废水处理系统的贮水池中，与其它污水一并处理。[16]废水处理常用化学处理、蒸发浓缩、离子交换净化及其它各种派生方法进行处理。放射性废水经必要的处理后达标排放，对于废水经蒸发器处理留下的蒸发浓缩残液、混凝沉淀的化学泥浆、离子交换再生废液浓缩液等，送往固化处理间待固化处理。

3.固体废物与世隔绝

核电站的固体废物主要有废树脂、废过滤器芯子和废水蒸发处理的蒸发浓缩残液、化学处理的沉淀泥浆等。[17]它们具有很高的放射性。除此之外，还有一些受沾污的工具，受沾污而废弃的没备、玻璃、塑料、布片、纸张、金属碎片及手套、工作服、鞋帽等放射性水平较低的固体废物。

对于放射性水平较高的固体废物，通常用水泥、沥青或塑料加以固化；对于放射性水平较低的固体废物，可燃烧的进行焚烧，可压缩的干废物进行压缩打包，用金属桶包装，然后将这些废物桶和固化块临时贮存在核电站的专门废物间里，直至最终处理，或者在其放射性消失前，“与世隔绝”。

核能发电优缺点？

优点：

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。