和平利用核能
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浅谈核能的发展利用及前景
前言:面对日益加剧的能源危机以及化石能源的利用产生的温室效应、环境污染等问题,世界各国都对能源的发展决策给予极大重视。
核能是一种清洁、安全、技术成熟的能源,开发利用核能成为能源危机下人类做出的理性选择。
发展核电是实现人类社会和经济可持续发展的必然选择,清洁、高效的核能有着广阔的发展前景。
核能的发展史: 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.而且人类从认识核能到利用核能核能在能源重所占比例越来越大.
核危机及核能的弊端:全世界人均头顶3吨炸药,美国国会2008年夏天发布的报告则透露,1945年至今,全球各国大约制造了12.8万枚核弹,其中美国有7万多枚,苏联(俄罗斯)有5.5万枚。
虽然当前全球核弹数量已削减至2.5万-3万枚,但这还相当于全球人均头上顶了3吨多的三硝基甲苯(TNT)炸药,仍可把地球毁灭数次。
到目前为止,全世界核能民用的历史上仅发生过三起重大核安全事故。
1979年3月,美国三哩岛核电站二号堆发生了一次严重的失水事故,幸好由于堆的事故冷却紧急注水装置和安全壳等设施发挥了作用,使排放到环境中的放射性物质含量极小,虽然并没有造成大的人员伤亡但在经济上却造成了10到18亿美元的损失,事故的危害尚在进一步观测调查中。
1984年4月,前苏联基辅附近的切尔诺贝利核电站发生事故,造成大量的发射性物质泄漏,30km范围内的居民被迫撤离,欧洲不少国家也受到轻微的核污染,引起了强烈的国际反响。
据报道,有31人死亡,203人受伤,135000人被疏散。
2011年3元,日本大地震引发核电站泄漏, 大量的发射性物质泄漏到海中,四个机组废弃,17万人撤离. 当前对环境造成污染的放射性核素大多来自核电站排放的废物,核电可能产生的放射性废物主要是放射性废水、放射性废弃和放射性固体废物。
1座100万KW的核电站1年卸出的泛燃料约为25t,其中主要成分是少量未燃烧的铀、核反应后的生成物——钚等放射性核素,核废料中的放射性元素经过一段时间后会衰变成非放射性元素。
此外,还有铀矿资源的开发问题,由于铀矿资源的开发造成的废弃、废水、废渣等污染也不可忽视,对铀尾矿也必须进行妥善处理,如果处理不好,将会覆盖农田、污染水体,甚至对自然和社会都造成严重影响。
一旦发生核事故或核泄漏,对人类和环境造成的影响都是灾难性的,只有
加强核安全和辐射安全的管理,处理好放射性核废料,合理科学地利用核能,才能保证核能安全的开发利用。
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。
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。
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。
核能的展望: 21 世纪初人类面临发展的能源瓶颈, 传统能源存量不足, 效率低, 污染大。
目前“三足鼎立”的核能、水能、燃气能中核能优势明显, 核电具有资源丰富、高效、清洁而安全的相对优势, 水电资源的开发取决于长远生态影响的评估和科学论证, 燃气能受制于资源的存量, 其他可再生新型能源如风能、生物质能特别是太阳能由于成本高、效率
低, 短期内难以成为能源供应主力, 因此, 未来20——30 年核电将会迅速发展以缓解人类能源需求.21 世纪的能源格局是核能、水能、燃气能“三足鼎立”, 核电的开发和利用给生态资源、环保护、社会生活以及经济发展带来巨大利益, 也对人类的安全和可持续发展形成潜在威胁, 从可持续发展的角度对核电开发和利用进行分析, 能更好地保护环境和促进人类利益。
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。