发展核能的利与弊
黑龙江大学
论文题目：发展核能的利与弊
学院：化学化工与材料学院
年级：2007级
专业：环境科学
姓名：李天一
学号：
指导教师：伊杰
摘要
随着地球的化工燃料越来越少，我们急需找到一种新的清洁能源。核能，正好满足了我们这个需求，它是人类最具希望的未来能源。所以越来越多的核电站建成，这很大一部分缓解了我们对能源的需要。但是，任何事物的兴起都有它的两面性，我们不能避重就轻，不能畏首畏尾。找出发展核能的合理方向，制定最适合当前社会的发展方案，才能更好的发展核能。
关键词
发展核能，核电站，环境污染，核安全
Abstract
As earth chemical fuel less and less, we need to find a new clean energy.Nuclear power, just satisfies our demand, it’s our most promising future energy.So more and more nuclear power station built, this was largely easing our energy needs.However, the rise of anything has its two side,We can't trivial, can't flinch at.Find out the reasonable development of nuclear energy, formulate the most suitable direction in the current social development plan, can better development of nuclear energy.
Keywords
Development of nuclear energy, Nuclear power station,Environmental pollution,
Nuclear safety
前言
从1895年德国物理学家伦琴发现了X射线，到1902年居里夫人发现了放射性元素镭；从1905年爱因斯坦提出质能转换公式，到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；从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，到1945年8月6日和9日美国先后投放两颗原子弹在日本的广岛和长崎；从1954年苏联建成了世界上第一座核电站----奥布灵斯克核电站，到2003年，全世界共有440座核电反应堆在运行发电。核能已经由陌生渐渐被人们所熟知，核能的巨大能量也被开发的越来越全面。现今社会，煤炭、石油这种化工原料已经开发殆尽，余下的储量也分布不均，缺少化石燃料的国家，单单依靠化工燃料燃烧的能量供给，已经满足不了这个时代的巨大能量需求了。所以核电的发展可以说是社会需要。当今，全世界总发电量的16％是由核反应堆提供，而其中9个国家多于40%的能源生产来自于核能。所以，发展核能已经不是单单某个国家的国家计划。但是核能的发展也是有很大的隐患的，核电厂发生意外对人类安全可以造成严重的威胁，1986年的切尔诺贝尔事件是最好的例子。
任何事物的衍生发展都是有利有弊的，核能也一样。我们不能畏首畏尾、瞻前顾后，也不能突然冒进、武断独行。所以怎样把核能合理的发展成安全稳定的核能系统，就不是一件容易的事了。
一、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=m c2，其中E=能量，m=质量，c=光速常量。这里光速常量是一个很大的数值，我们可以看出，即使很小的质量的物质，也可以发出巨大的能量。核能有三种核反应：核裂变，打开原子核的结合力；核聚变，原子的粒子熔合在一起；核衰变，自然的慢得多的裂变形式。核能的开发和利用主要集中在核电站、核武器、核潜艇三个方面。核电站是利用原子核裂变时放出的核能来发电的电厂，反应堆是核电站的核心。核反应堆是一种能持续进行可控链式反应的装置，能发生核裂变的燃料有铀-235、铀-238、钚-239。目前正在运转的核电厂
所使用的是铀-235.用慢中子轰击铀-235时，就会发生裂变反应：235U＋1n(慢）→较重碎核＋轻核碎核＋中子。用爱因斯坦公式计算：在核裂变过程中，每1克参加反应的U-235可以放出约8×107KJ的能量，而每1克煤完全燃烧时所放出的热量约为30KJ。也就是说，1克铀-235裂变所产生的能量相当于2.7×106克煤燃烧时所放出的能量。可见核能是多么巨大。核反应堆的发展是循序渐进的。一般来说，按照科技难度的不同，分为热中子反应堆、快中子反应堆和可控聚变堆三类。核武器是利用核反应在一瞬间放出巨大的能量，造成大规模杀伤破坏作用的武器，包括原子弹、氢弹和中子弹。核潜艇是在常规潜艇基础上发展起来的，以压水堆作为它的核动力装置。
二、核能的发展是社会的需要
现在世界的人口是60亿，我国的人口是13亿。联合国预言，到2050年世界人口将增长到90亿。随着人口的快速增长和经济的飞速发展，人类对能源的需要也随之大量增加，2050年增长2倍，所以当今的能量结构形式是不可能满足巨大工业社会的需求的。人类需要能量，这就导致了煤炭、石油等化石能源的过度开发，这不仅使地球的化石燃料消耗殆尽。而且，这些化石燃料是在地下用了几亿年甚至几十亿年才累积形成的，是不能再生的，对我们来说不仅仅是燃料，更是一种宝贵的古老化石。更何况化石燃料释放的污染物也将使地球不堪重负，我们虽然利用了他它一小部分的能量，却带来了更多的环境问题。所以我们需要开发更多的新型能源，更准确的说，我们需要清洁的能源。
一座100万千瓦的煤电厂，一年要烧掉200-300万吨的煤，而一年燃烧这么多的煤，除了会排出20多万吨煤渣外，还会往空气中排放600-700吨二氧化碳，5-10万吨二氧化硫，2-3万吨氮氧化物，3-6千吨一氧化碳，以及2-3千吨颗粒物。除此之外，还会排放约400外万吨的重金属，还有大家所熟识的酸雨，就是煤燃烧排放的二氧化硫和氮氧化物也所造成的。当然不得不提的还有温室效应，我们都知道二氧化碳是主要温室气体之一，这种气体减缓了地球热量向外散发，使地球温度逐渐升高，国际气候委员会说：人类按现在这样排放二氧化碳，到2100年，地球升高的温度会使海平面升高约一米。到那时候，我们的大片海岛和浅滩会被淹没。更严重的是，全球气候变暖还有引发像干旱、洪涝、海啸等各种自然灾害，还会带来各种新型疾病。虽然我们已经为此提出了各种限制措施，
但是，即使少量的排放，许许多多聚在一起还是有很大的污染。况且，一些发展中国家要发展，无论发展什么行业，都需要能源的支持，这样就不可能减少化工染料的使用。所以，一种清洁的能源--核电，被人们渐渐重视。核电站的建设也逐渐被提上了各国的议案。
三、当今世界核能的发展情况
核能发电的历史与动力堆的发展历史密切相关。动力堆的发展最初却是出于军事需要。1954年，苏联建成世界上第一座装机容量为 5兆瓦(电)的核电站。英、美等国也相继建成各种类型的核电站。到1960年,有5个国家建成20座核电站，装机容量1279兆瓦（电）。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。核能发电真正迈入实用阶段。1978年全世界22个国家和地区正在运行的30兆瓦（电）以上的核电站反应堆已达200多座,总装机容量已达107776兆瓦（电）。到1991年，全世界近30个国家和地区建成的核电机组为423套，总容量为3.275亿千瓦。截至2006年，全世界运转中的核反应堆435座，有29座以上在建设中。美国运转最多，为103座。法国次之，为59座。日本为55座（1座以上在建设中），俄罗斯为31座（7座以上在建设中）。核能发电占世界电力生产的份额已从1960年小于1%增加到1986年16%，1986年起的21年内这一比例基本保持不变。核能发电随全球电力生产而稳步增长。我国的核电起步较晚，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。2003年我国全年发电量的2.2%来自于核电，预计到2020年核能发电可以占总发电量的4%。
现在核能发电站的扩建集中在亚洲：至2006年底建设中的29座就有15座在亚洲。这里应该特别提一下印度：印度早在1954年就开始进行核技术的研究与开发，1999年有11个核电机组投入运行，3个机组在建。但印度拒绝加人国际原子能协议，在运行中也存在许多困难。
四、发展核能的优点
核能应用作为缓和世界能源危机的一种有效的措施是有许多的优点的：他的燃料具有许多优点，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。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。
还有就是安全性强。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年美国三里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。
当然核能发电的成本较不易受到国际经济情势影响，核燃料不是一种日常生活燃料，不想石油一样会引发战争。也不会受到经济等因素的影响，成本来源较其它发电方法为稳定。
最重要的就是污染小，对环境没有很高的污染负荷。火电站不断地向大气里排放二氧化硫和氧化氮等有害物质。当然煤炭的燃烧也少不了二氧化碳的排放，这是目前严重污染问题之一温室效应的根本原因，没有二氧化碳，大大减少了温室气体的排放，温室效应业今年一步得到缓解。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。
五、发展核能的弊端
虽然核能的发展有许多优点，但是我们普通人对核电站的认识基本偏向负面。人们担心的核电站容易发生最大的问题就是安全问题。当然，核电站相关工作人员应对此负有一定的责任，他们过于强调核电的安全性，这样反而难以得到广大民众的理解。.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。我们害怕发生像切尔诺贝利事故一样的灾难，有一些环境论者还指出从事核电生产的人曾有产下畸形儿的先例，或者核电站附件的农家出现了畸形牲畜等等。这些事实是不容忽视的，倘若大型核电站
泄露甚至爆炸，那这种效果不亚于核武器战争的爆发，地球也就意味着走向了死亡。
而且核能电厂产生的高低阶放射性废料，或者是使用过之核燃料，都具有放射性，必须谨慎处理，都则还可能引发政治问题、政治分歧等。
还有一个不得不说的是，发展核能的投资成本巨大，所以电力公司的财务风险也就大大提高。若建造一个核电站未能成功运行或失败，那损失是会很大的。而且一些发展中国家并不是不想发展核能，但迫于经济等原因，计划就会被搁置，这就造成了世界能源分布不均。
核能电厂也不适宜做尖峰、离峰之随载运转。虽没有化石燃料场污染物多，但热污染较严重。用化石燃料场一样，还要考虑地理天气等因素。
六、我国发展核能的策略建议
我国是一个人口大多，虽然资源丰富，但人均水平要比世界平均水平低得多，能源的需求理所当然是巨大的。这样看来大力发展核能是一件利国利民的好事。但是许多事情都是有利有弊，何况发展核能对我们来说，是一件国家大事。
现在的世界，全球对能源急剧上升的需求，能源问题已经成为环境问题以后的大问题，我国怎样能在其它大国的压制下，找出一条属于我们自己的能源之路，是十分重要的。面对世界激烈的竞争，我们不能畏首畏尾，应该制定好核能发展目标，促进核能健康运行。尽力维护现有的稳定政局和社会秩序，为核能在我国安全发展，提供良好的内部环境。
我们还应从核能这个产业的不同方面入手。例如：制定适合和能源发展的法律法规，完善核能管理制度，规范核电站的兴建、运行、管理等各个步骤，研发适应我国社会和国情的新型核电站，提升国际竞争力。
当然，我们还应谨慎对待开发核能的项目。吸取国外发展核能的事实经验，稳中前行，借鉴其它国家的经验，综合我国实力与国情，发展核能。不要光追求经济利益，而忽略了环境效益和群众效益，做到综合发展，统筹兼顾。
核能事故如果发生，这种破坏力将是不可估量的，所以这要求我们有一套适合我国的预警机制和防护机制。比如，建立核电站监测系统，从不同的指标一定的程度上预防核能事故的发生。灵敏、及时、畅通的反应信息情况。
结论
总体来说，发展核能对世界时有利的，既能节约能源，又能控制污染。在现在这个社会，核能的发展是不可避免的，我们应该审时度势，科学决策，合理的发展核事业，为世界能源找到一条洁净的新出路。
参考文献
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