核能及核能发电

核能及核能发电——能源中的后起之秀主要内容1.核能与核技术的发展2.核能的定义3.核能发电及其特点4.世界核电发展5.中国核电发展1.核能与核技术的发展从1896天然放射性的发现至今，核能与核技术的发展过程可大致划分三个阶段：第一阶段:核基础研究阶段（1896年-1942年），这一阶段取得了一系列基础研究的重大发现和突破，为以后核技术的发展奠定了理论基础；第二阶段:军用阶段（1942年-1945年）；1945年至今的第三阶段:军事应用与和平利用并举阶段。第一阶段:核基础研究阶段1896年法国科学家贝可勒尔发现铀能自动不断地放射出一种穿透力很强的射线，它能使照片感光，这种能自发放出射线的现象就是天然放射现象，具有这种性质的元素叫做放射性元素。1898年居里夫妇先后发现放射性元素钋和镭。1900年他们在研究射线时发现，镭射线通过磁场后被分成两束。1905年爱因斯坦提出著名的质能关系式，为解释核裂变、热核聚变等现象提供了理论依据。1906年卢瑟福在重复居里夫妇的实验时采用更高强度的磁场，镭射线分成了三束，这三束射线分别是由带正电的高速度的氦原子核组成的a射线，由速度很大的电子组成的b射线，和波长极短、不带电荷的穿透力极强的g射线。1911年卢瑟福完成了“a粒子大角度散射实验”，他证明了原子中除电子外，还存在着“原子核”，建立了原子的“有核模型”。1919年卢瑟福在用a粒子轰击氮原子核时，实现了首次人工核反应，并打出“带正电的粒子”—氢原子核，这就是发现“质子”的实验。1931年约里奥-居里夫妇发现“人工放射性”。1932年英国物理学家查德威克首先发现了原子中的“中性粒子”—中子。1932年英国的考克拉夫和华尔顿首次在高压倍加器上实现了核反应。1945年美国第一次原子弹试验；第二阶段:军用阶段1942年以费米为首的一批科学家在美国建成了第一座“人工核反应堆”，首次实现了人类历史上铀核可控自持链式裂变反应。1954年苏联建成世界上第一座核电站—奥布灵斯克核电站。1964年10月16日，我国第一颗原子弹试爆成功。1967年6月17日第一颗氢弹爆炸成功。第三阶段:军事应用与和平利用阶段第二次世界大战以后，核技术开始大规模地转移到国民经济应用中。到了70年代，核技术已是一门包括反应堆技术、加速器技术、同位素制备技术、核辐射探测技术、核结构与元素分析技术、核成象技术、核军事技术、电离辐射计量技术、辐射防护技术、应用核技术等高技术的新兴产业。其中应用核技术又包括同位素示踪技术、辐射加工技术、辐射改性技术、同位素仪器仪表、核医学、核动力、核农业等。核能与核技术目前正处于成长和成熟阶段。其主要标志是基础核技术与核军事技术已趋于成熟，形成产业，并且具有相当可观的产值。2.核能的定义•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:•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，自然的慢得多的裂变形式。2mcE3.核能发电及其特点•3.1核能发电原理利用原子核裂变反应释放的能量生产电能。原子核裂变反应是指铀-235，钚-239、铀-233等元素在中子作用下分裂为两个碎片，同时释放出中子和大量能量的过程。•3.2、核能发电特点：（1）高效1克铀-235原子核裂变时，所释放的能量相当于2.5吨标准煤完全燃烧释放的热量，或相当于1吨石油完全燃烧所释放的热量。核电厂和火电厂比较：一座20万千瓦煤炭铀3000吨/天1公斤/天用100个火车皮运输3个火柴盒（2）清洁（3）安全在核电站10,000堆历史上只发生过一次波及厂外的核泄漏事故，即1986年前苏联乌克兰切尔诺贝利核电站事故。切尔诺贝利核电站事故不是必然的、是完全可以避免的，证明核电是安全的能源。表2所列数据表明，核电比天然气发电、煤发电、水电更安全。•4.1核电技术发展方向：（1）核电向更安全方向发展（2）核电向铀资源高利用方向发展（3）核电向产生取之不尽、用之不竭能量方向发展4.世界核电发展•我国计划到2020年核电装机容量从现在的8GW发展到40GW，核发电将占当时全国总发电量的4-6%；到2050年核电装机容量达到240GW，核发电将占当时全国总发电量的20%；•俄罗斯计划到2030年在国内新建42-58台核电机组，使核发电占总发电量的比例从现在的16%提高到25%，并在国外投标建设40-50台核电机组；•美国计划到2050年新建核电机组100座；•日本计划到2030年新建10座核电机组，使核电装机容量达到62.86GW；•韩国计划到2015年新建12座核电机组；•印度计划到2020年核电装机容量达到29GW，比现在增加8倍多；到2050年达到275GW。5.中国核电发展5.1中国已建核电站秦山一期：1×30万KW(1)秦山一期：1×30万KW秦山核电站位于东海之滨美丽富饶的杭州湾畔，是中国第一座依靠自己的力量设计、建造和运营管理的30万千瓦压水堆核电站。1985年3月浇灌第一罐核岛底板混凝土，1991年12月首次并网发电，1994年4月投入商业运行，1995年7月通过国家验收。它的建成投产结束了祖国大陆无核电的历史，是我国和平利用核能的光辉典范，同时也使我国成为继美、英、法、前苏联、加拿大、瑞典之后世界上第七个能够自行设计、建造核电站的国家。(2)秦山二期：2×60万KW秦山核电二期工程，是建设我国自主设计、自主建造、自主管理、自主运营的首座2×60万千瓦商用压水堆核电站，由中国核工业集团公司、国家电力公司华东公司、浙江电力开发公司、申能（集团）有限公司、江苏投资管理有限责任公司、安徽能源集团有限公司共同出资兴建，工程总投资为148亿元人民币。核电站的设计寿命为40年。主体工程于1996年6月2日开工，经过近6年的建设，第一台机组于2002年4月15日比计划提前47天投入商业运行。秦山二期：2×60万KW(3)秦山三期：2×72.8万KW秦山核电三期工程是国家“九五”重点工程，是中国和加拿大两国政府迄今为止合作建设的最大项目，也是我国首座商用重水堆核电站工程。(4)大亚湾核电站：2×98.4万KW(5)岭澳核电站：2×99万KW(6)田湾核电站：2×100万KW秦山三期：2×72.8万KW5.1中国拟建核电站（1）岭澳核电站(二期)：项目规划建设两台百万千瓦级压水堆核电机组，采用岭澳核电站一期“翻版加改进”的技术方案，计划于2005年12月正式开工，2010年和2011年两台机组分别建成并投入商业运行。（2）阳江核电站：位于粤西阳江市，规划建设6台百万千瓦级或更大容量的核电机组，分两到三期建设，首期建设两台。预计主体工程于2007年开工，首期两台机组2012年左右建成投入商业运行。（3）海阳核电站：烟台海阳市海大辛家镇的冷家庄附近，距青岛直线距离约108公里，总投资预算为600亿元，设计规模为6台百万千瓦机组。（4）吉林白山核电站：初步站址选在靖宇县的赤松和那尔轰，预计总装机容量400万千瓦，投资近400亿元人民币，中国电力投资公司将准备投资。（5）湖南核电站：初定湖南核电项目一期建设的厂址从华容和桃源两地进行选择。规划装机600万千瓦，一期工程建设装机2×100万千瓦，计划在今年内完成初步可行性研究工作，上报项目建议书。（6）辽宁红沿河核电站：位于大连瓦房店市东岗镇，是国家重点能源建设工程，该工程规划装机总容量600万千瓦，工程建设工期为6年，估算总投资600亿元。工程全部竣工投产后，年发电量为525.6亿度。其中，一期工程计划投资260亿元，规划建设两台百万千瓦级核电机组。一期工程竣工后，年发电量可满足两个中等城市一年的用电需求。制作人：