论文 核技术

从火力发电到核能发电浅谈核技术对环境的影响

论文关键词火力发电核电环境

引言

中国作为一个发展中国家，其电力的供应主要形式还是火力发电。随着科技的进步，人们渐渐意识到了火力发电的弊端，于是一些新兴的电力供应形式就随之产生，比如风能、地热能、核能等等。而从发展的眼光看，核能最终将取代其他形式的发电方式成为人类最主要的发电形式。本文就从火力发电和核电的对比中体现出核电的巨大优越性。同时展示一些使用核能对于环境的有利影响。

火力发电和核电的工作原理示意简图1

这是核电站的基本工作原理图

这是火力发电站的基本工作原理简图

1图片来自《现代工业化学》贡长生主编华中科技大学出版社

核电和火力发电的几个角度的比较

本质区别：简单地说核电和火力发电最大的区别在于生产蒸汽的装置不同。核电是利用核裂变能产生的蒸汽来推动发电机组的运动。而火力发电则是利用化石燃料产生的热能来推动汽轮机发电机组转动，从而产生电能。

燃料：火电站的燃料是以煤炭石油为主的化石燃料而核电站主要是铀这类的有大量发射性的放射性元素。

经济成本2：火电站的成本主要是煤炭的成本，据估计，包括煤炭本身、运费、管理中的人工费，一顿好的动力煤的价格约在600元左右。而核电站的主要成本来源是燃料铀和本身的更高科技含量的基础设施建设本身的成本会远高于火力发电，但是考虑到基础设施是一劳永逸的工程且一旦填充完一次铀后一般可以连续供电一年以上，从长远的角度来看，平均成本还是低于或近似等于火力发电。

我国的现有规模：火力发电现有的最大规模一般在100万千瓦左右，而核电EPR机组能达到170万千瓦，所以就单机容量来说核电是远超火电的。

运输储存：火力发电站能看到每天有很多的火车频繁的运送煤矿，而国家也有特定的运输线保证燃料的供应。而核燃料能量密度比化石燃料高百万倍，运输和储存都很方便。

火力发电对环境的影响

当前，中国的温室气体排放总量居世界第二位，近几年我国重工业发展的脚步越来越快，火力发电这个行业从进入21世纪来就一直呈现出爆发性增长的特点。据有关统计数字表明我国百分之八十以上的电力供应是火力发电。

资源的不可再生性：众所周知火力发电的燃料煤炭是一种不可再生资源，是地球百亿年演化过程的产物，换句话说，煤炭等化石燃料的总量有限，如果我们不加限制的盲目开采，哪怕储存总量再多，也会有被用完的一天。

排放的有害因子3：火力发电厂排放的废气的基本污染因子包括烟尘，二氧化硫，氮氧化物，悬浮颗粒物，非甲烷烃，甲烷烃，可吸入颗粒物等。具体的危害包括烟尘和颗粒物会引起呼吸道和肺部疾病。二氧化硫一般和空气中的飘尘结合吸附，而飘尘中一般含有金属，或由空气中的类似氧气臭氧这类的氧化剂在一定条件下和水发生催化氧化，形成硫酸酸雾，有着强酸性和强毒性。同时二氧化硫会刺激呼吸道粘膜，损失支气管，更严重的是会和血中的维生素结合使体内维生素C的平衡失调，从而影响新陈代谢。再进一步，氮氧化物对中枢神经。新学管系统等产生危害，由于氮氧化物难溶于水，因而能倾入呼吸道深部细支气管及肺泡，与血液中的血红蛋白结合，使血液输氧能力下降对心、肝、肾功能都会有影响。

火力发电的污染甚至严重威胁了我们的生存环境，一度会导致地域性的植被退化，沙尘暴和严重的水荒。具体的说火力发电排放了大量的二氧化硫的气体会污染大范围的土地和植物的坏死和退化。一旦植被发生了大面积的退化，土壤的团里结构也会随之瓦解，当土壤和植被都不能存贮水分的话，自然会造成当地水分的缺失和干燥的环境，进一步的造成荒漠化的倾向也加重了沙尘暴爆发的可能性。严重的干扰和影响了人们的生活，甚至威胁了人们的生命，使我们不得不引起足够的重视。

核能发电对环境的影响

众所周知，核电是清洁能源。它本身利用的原料为有强放射性的放射性元素，最终的废物一般会按照放射性的强弱想完全不同的环境里排放。但是总体来说会是很清洁的。会产生有辐射的固体废物，而不会产生有些气体或者说产生很少量的有害气体。向比较火力发电来说，

2分析数据参《核电到底有多大竞争力》FatihBirol《国际原子能机构通报》48/2 2007年3月16到19页

3《环境化学》戴树桂主编化学工业出版社

几乎可以忽略不计。

对于上文提到的固体放射废物，包括中国在内的很多可以利用核能的国家已经建立健全了一套较为完善的废物处理体系并在不断的完善中。就上文提到的按照放射性强弱分级排放就是其中的一个典型的处理办法。核电站会将日常运行过程中产生的气体和液体废物，是其特性和放射性做妥善处理，其中包括过滤、净化、贮存，衰变及稀释的过程。等到他的放射性降低到极低的水平，在不超越规定的允许值的情况下向外排放。如气体废物经过稀释后循烟囱想环境排放。液体废物先经过处理，在与核电站内循环冷却水混合稀释，直接排入河流或大海。对于放射性稍强的固体废弃物会被压缩并装入金属罐内，加以密封。有时还会将其与水和沙子混合，待其凝固后倒进混凝土罐中，最终送往地下浅层废物库或者地面废物库中进行储存和掩埋。需要强调的是核电站内的固体核废物绝对不会向环境中排放。最大程度上减小了核能发电对环境的影响。总而言之，核能是一种很清洁的能源，可以很大程度上缓解火力发电给环境带来的巨大负荷。

同时，在09年的时候，西屋公司的核电巨头们表示核电废料大部分是可以再利用的。这也为核电的发展前景添上了浓墨重彩的一笔。

小结

通过比较我们可以清楚的发现和火力发电相比，核能发电有着它不可比拟的优势，值得我们大力的推广和普及。另一方面需要引起我们注意的是核电使用的安全问题。切尔诺贝利核泄漏事件也为我们不断的敲响警钟。核能也是一把双刃剑。我们应该加以好好地利用，让他更好的为人类造福。

核技术在其他方面对环境的贡献4

人们对核技术的研究可以向前追溯到几十年前，甚至是百年以前，然而对于现在的我们来说核技术依旧是科技的前沿，有着许许多多的科学家，工程师在为之奋斗。作为他们辛勤工作的回报，越来越多的新技术被发现，被利用在人们的日常生活中，为人类造福。下面我就简单的说说我从一些科技期刊中看到的一些新兴的核技术运用，对环境有了强力的改观。下面的文字分别叙述核技术在水处理、大气处理和固体废弃物处理方面的应用。

在水处理方面的应用

核辐射技术在水处理方面可以分为两个方面，一方面是对饮用水的处理。另一方面是对工业废水和各类生活用水的处理。下面是具体实例：。巴西于1996 在巴西原子能研

究所建立了一套大规模电子加速器水处理的示范装置，主要用于饮用水中三卤甲烷的去除；奥地利建成了一座电子辐射的中型工厂，用于饮用自来水的二级净化；德国利用钴- 60 对井水进行处理，防止生物污染；我国从80 年代后期也开展了一些研究工作，如云桂春就γ辐射对饮用水的消毒效应进行了一定的探讨；。目前美国已有半生产性的辐射处理废水厂40 多座，处理后的水质几乎各项指标都优于常规处理法。日本也曾利用钴- 60 辐射垃圾渗滤液，分解有机毒物质；挪威使用电子束对废水进行消毒；俄罗斯曾利用加速器来改善生态环境，净化被橡胶生产废水污染的地下水。

在大气污染物治理方面的应用

核技术在大气治理方面主要集中在电子束技术方面，可以同时脱除烟气中的二氧化硫和氮氧化物，技术前瞻性好，能适应未来治理氮氧化物污染的要求。

4资料来源《核技术在环境保护中的应用》蒋卉西南科技大学环境与科技学院技术交流平台