1)什么是原子能?原子是由质子、中子和电子组成。原子的核心部分称为原子核,由质子和中子构成。原子能即原子核能,是核结构发生变化时放出的能量。例如,核电站所用的核燃料中有效成分是铀235,如果能让1千克铀235的原子核全部分裂成碎片(裂变),则它可以释放出相当于2700吨标准煤完全燃烧所放出的能量。2)什么是核电站?核电站是利用核能来大规模生产电力的发电站。它与我们常见的火力发电厂一样,都用蒸汽推动汽轮机旋转,带动发电机发电。它们的主要不同在于蒸汽供应系统。火电站依靠燃烧化石燃料(煤、石油或天然气)释放的化学能制造蒸汽,核电站则依靠核燃料的核裂变反应释放的核能来制造蒸汽。电力结构•到2013年底,中国大陆总电力装机124738万千瓦,比上年末增长9.3%,首次超越美国成为全球第一。其中,火电装机容量86238万千瓦,约占69%;核电装机容量1461万千瓦,约占1%;新能源和可再生能源发电装机约占30%,其中并网风电装机容量7548万千瓦,并网太阳能发电装机容量1479万千瓦。中国大陆电力装机容量占比(2013)中国各种资源发电量占比(2013)电力结构美国大部分电力是来自化石燃料发电,煤电最多,占比37%(2012)左右;其次是天然气发电,占比30%;石油发电最少,不到1%;核电占比19%左右。可再生能源发电占比近13%,其中:水电近7%,生物能发电大约1%,风电大约3%,地热和太阳能发电均不到1%。美国各种资源的发电占比情况(2012)多重屏障multibarrier又称“多道屏障”。抵御核反应堆中放射性物质外泄而设置的多重密封屏障,一般有燃料包壳、一回路承压边界、单层安全壳或双层安全壳等纵深防御defensein-depth使核设施和核活动置于多重保护之中,即使一种手段失效,亦将得到补偿或纠正,而不致危及工作人员、公众和环境。Q我国核电发展与世界平均水平有多少差距?A12%与2%在全球范围内,核电的应用是比较成熟的,与火电、水电并称为世界三大电力供应支柱,而在发达国家中应用最广,中国的核电发展比较落后。全球核电发电量占总发电量的平均比例为12%,而中国仅有2%,两者相差了10个百分点,发达国家如法国高达73%、韩国30%、美国19%。Q核电站会像原子弹一样爆炸吗?A啤酒与白酒讲解重点:形象比喻啤酒与白酒,解释核电与原子弹的本质区别,面对堆芯模型讲解。很多人都有一个误区,觉得核电就是核弹,担心核电站会不会像原子弹那样爆炸?其实核电与核弹完全不同,虽然它们都是以铀为原料,但是两者铀的浓度却完全不同。核电站是啤酒,酒的浓度大约3%到4%,原子弹是酒精,浓度93%以上。啤酒怎么点火也点不着,二锅头50多度一点就着。就好比您在夏天,浅酌一杯冰啤酒能消暑解渴,如果喝一杯浓度90%的酒精,恐怕就得送医急救了。Q铀的能量有多大?A核能是高效的能源。理论上,一千克(2斤)U235只有鸡蛋大小,能发电2280万度电,可供228万户家庭一天的基本用电量,相当于满足深圳2/3的家庭用电(深圳共有350万家庭户数)。同样的电若用煤则需要2700吨优质煤完全燃烧,两者相差270万倍,而这些煤堆起来则相当于一个面积为标准篮球场(28m×15m)的两层楼房(4.5米)。但是实际上,电站使用的并不是纯U235,而是U235含量低于5%的U混合物(U235和U238),且燃烧、转化时也会有损耗。大亚湾的1台机组每年发电约75亿度,一年需要30吨铀的混合燃料,火电厂则需要300万吨煤。打个形象的比喻,运输这300万吨煤需要7万多节火车皮(一天运1万吨煤,每天需要近200节车皮),而核电厂一年的30吨燃料只需要一辆大卡车。Q核电站周边是否要有5公里的无人区?A这种理解并不准确。虽然当前的核电技术能够确保环境安全和公众健康,但为使核电站周围民众的受照水平降至最低和确保在万一发生严重核事故的情况下有效实施核应急计划,考虑针对核电站周围人员进行合理规划控制。为此,我国环境保护部和国家质量监督检验检疫总局联合颁布《核动力厂环境辐射防护规定》(以下简称“规定”),当中规定在核电站周围设置特定区域,并对限制区域内的人口数量作出了规定。规定要求在核电站周围设置“非居住区”和“规划限制区”两大区域。核电站非居住区为以核电站反应堆为中心,半径不得小于0.5公里的圆形区域;规划限制区则为以核电站反应堆为中心,半径在0.5公里至5公里的环状区域。规定要求,“非居住区”内不准工作人员或民众居住,旨在确保公众的健康和安全。而“规划限制区”内必须限制区域内人口的机械增长,以考虑事故应急状态下采取适当防护措施的可能性。由此可见,我国政府针对核电站周边0.5公里的区域范围作出了不准人员居住的严格限制,但并未严格禁止人员在核电站周边5公里范围内居住。Q核电站周围5km限制区究竟要限制些啥?A核电站周围5公里区域是核电站选址及前期工作所考虑的重要区域,是指以核电站反应堆为中心,半径5公里的圆形区域范围。该区域由呈同心圆结构的“非居住区域”和“规划限制区”两部分组成。内圆以反应堆为中心,半径0.5公里;外环深度则为4.5公里。根据我国政府的相关规定,在核电站项目开发期间,针对这两个区域的限制活动分别为:非居住区:考虑公众健康和安全,该区域内不准工作人员或民众居住;规划限制区:禁止建设炼油厂、化工厂、油库、爆炸方法作业的采石场、易燃易爆品仓库、输油(气)管道等项目;禁止新建、扩建规模较大的企事业单位、人员密集场所和生活居住区、大型医院或疗养院、旅游景点,以及飞机场和监狱等项目,并限制人口数量增长。Q核电站里的放射性会不会跑出来?A为防止反应堆内产生的放射性物质泄漏到厂内和厂外环境,核电站在设计、建设方面采用多道屏障。第一道屏障:燃料芯块:核裂变产生的放射性物质98%以上滞留在二氧化铀陶瓷芯块中,不会释放出来;第二道屏障:燃料元件包壳管:燃料芯块密封在锆合金包壳内,防止放射性物质进入一回路水中;第三道屏障:压力容器和一回路压力边界:由核燃料构成的堆芯密封在壁厚20厘米的钢质压力容器内,压力容器和整个一回路都是耐高压的,放射性物质不会泄漏到反应堆厂房中;第四道屏障:安全壳:反应堆厂房是一个高大的预应力钢筋混凝土构筑物,壁厚近1米,内表面加有6毫米厚的钢衬,防止放射性进入外部环境。在核电站正常运行情况下,上述四道屏障有效防止放射性物质的外泄,为电站工作人员、当地民众、周围环境提供可靠安全保障。另外,在万一发生严重事故(如反应堆高温熔毁)的情况下,核电站的应急冷却系统启动工作,通过喷淋冷却水的方式,将受损设备的热量带走,控制和缓解事故影响。由于当前的核电站采用双层安全壳设计,严重事故所产生的放射性物质将被严格包裹和封存在安全壳内部,不会释放到周围环境。综上所示,当前的核电站发生放射性物质泄露的可能性甚微。我们采用世界先进的压水堆核电技术,设置三重安全屏障,有效防止放射性物质外泄。我们的设备与技术具有良好的事故预防和缓解能力在异常情况发生时,能够及时保障安全。日常运营:三重安全屏障核电站在确保包容放射性物质方面做了非常周到的考虑,在放射性物质与环境之间设置了三重安全屏障,结构强度设计上保证足够的裕量,即使发生事故也能保障放射性物质不会泄漏到环境中。异常发生时:事故防护当异常情况发生时,通过插入镉制固体控制棒,阻断核反应进行,并启动应急冷却系统,对机组进行冷却,第一时间保障安全。失去电力时:自动安全防护核电厂内部设有柴油发电机,降低了核电厂失电风险。即使失去厂内外电源,核电站也仍然能够保障安全。依靠电磁铁吸在反应堆顶部的悬空控制棒,在失电时能自动落下,阻断核反应进行。通过汽动泵驱动应急给水系统和直接排放蒸汽设置,能维持对堆芯的冷却。进出安全壳的所有管道均设置了安全壳隔离系统,在失电情况下,能自动隔离,确保放射性物质不外泄。《应对雾霾问题,发展大规模集群核电》在已建或在建核电厂址等社会公众接受度高的地区,集中建设大规模核电区域集群,从而实现快速替代火电、有效解决雾霾污染问题。一、发展大规模集群核电是应对雾霾天气的必然选择我国经过近几十年的快速发展,据世界银行按平价购买力估算,今年9月成为世界第一大经济体、GDP第一,与此同时,消耗了世界一半以上的能源,污染物排放也是世界第一。目前,环境容量已达极限,大气污染几乎饱和。在中国较大区域内,天气无风或风力较小时,雾霾已经成为常态。据世界卫生组织最新发布的数据显示,2012年全世界约有700万人死于空气污染相关疾病,其中西太平洋区域情况最为严重。雾霾对民众的健康影响是个长期过程,危害巨大,这个状态要尽快改变。今年APEC期间,我国声明二氧化碳排放计划到2030年达到峰值并争取提早实现这一目标。我国的能源资源条件决定了以煤为主的能源结构,年煤消耗量达到40亿吨,占全世界的一半以上,其中电煤占到60%。我国目前的发电装机容量12.66亿千瓦,其中火电达到8.87亿千瓦。火电排放的污染物数量巨大,是造成雾霾的重要原因。要解决雾霾问题,必须减少电煤排放,控制排放总量,其中最有效的方法之一,就是大力发展核电,大比例替代火电。我国“十二五”核电发展方针是在确保安全的基础上高效发展,但目前从总体看,装机规模相比世界平均水平过低。2013年我国核电发电量仅占全国2%,即使按照规划2020年运行机组容量达到5800万千瓦,也只占全国3%左右,而全球平均水平是15%。从我国的经济发展实际出发,预计2030年全国电力装机将达到25-30亿千瓦。随着经济、社会的发展,必将伴随能源结构的迅速转变,绿色环保能源将唱主角。要实现2030年的目标,应把核电作为替代化石能源、转变能源发展方式的重要战略选择,作为解决雾霾污染、降低碳排放的利器,发挥应有的巨大作用,大力发展、加快发展、规模化发展,到2020年达到1亿千瓦规模,2030年前再新增2-3亿千瓦,占全国总装机的10-15%。后续核电的比例还应进一步提高,达到30%以上,改变我国能源结构,走向绿色发展。这意味着在技术和产业支撑基础上,有一个大规模快速发展的过程。美国、法国、日本等核电大国,都经历了一个约10-20年的核电大规模快速发展阶段。当前我国已开发了部分沿海核电基地(总装机约1亿千瓦),如按照传统发展思路布局后续项目,必将点多面广,2030年前还需新开发25-30个厂址甚至更多。考虑当前社会公众接受度问题,在沿海另行大量开工新的核电厂址困难极大。一个现实的选择,是在已建或在建核电厂址等社会公众接受度高的地区,集中建设大规模核电区域集群,从而实现快速替代火电、有效解决雾霾污染问题。二、大规模集群核电的发展方式和步骤1、以现有的沿海核电基地为基础,在靠近负荷中心、发展条件优越、雾霾问题严重的区域,如华北、华东、华南,布局3-5个核电集群点,每个集群点布置2000-3000万千瓦容量。采用规模化快速实施,2020年达到1亿千瓦规模,2030年前再新增2亿千瓦装机。这3亿千瓦核电装机,每年对应可替代火电煤炭消耗8-10亿吨。2、在沿海核电集群实践的基础上,通过对水资源优化、核电空冷、排放优化等技术突破,在内陆适宜地区,布局3-4个核能、风能、太阳能综合清洁能源基地,通过特高压输送,到2030年新增1亿装机。3、规模化建设集群核电采用符合全球最高安全标准的三代核电技术,通过标准设计、设备标准和批量化制造、工厂化预制、模块化施工等方式体现规模化效应,提高建设质量,缩短建设工期,降低建造成本。三、中国具备发展大规模集群核电的基础条件1、从技术条件来看,我国确立了以AP1000、CAP1400系列为主的技术路线,满足规模化发展对核电安全的要求。AP1000及我国在此基础上开发的自主知识产权的CAP1400是世界先进的三代核电技术,采用非能动安全理念,极大地提高了固有安全性。现在AP1000技术的引进消化和再创新都已经到了尾声,CAP1400重大专项进展顺利,我国已深入掌握非能动压水堆关键技术。虽然AP1000依托项目实施有一定延误,个别设备在研制过程中有滞后,但都不是颠覆性的,完全能够解决,不能因此影响整个核电发展的步伐和进程。在科学判断的基础上