核电基本知识
1 核电站与燃煤及其它发电厂的对比世界上的煤、石油、天然气资源将在几十年内逐渐枯竭。
一座100万千瓦的火电厂,每年要烧煤300万吨。
一座100万千瓦的核电站,每年只需要补充30吨核燃料,只是火电厂燃煤重量的十万分之一,6辆卡车就可以运到现场,而且核电成本比火电低15-50%。
铀-235原子核完全裂变放出的能量是同量煤完全燃烧放出能量的2700000倍。也就是说1克U-235完全裂变释放的能量相当于2吨半优质煤完全燃烧时所释放的能量。
科学家们经过多年研究,他们认为除了煤、石油气等燃料以外,还有很多可以利用的能源。比如风能、太阳能、地热能、潮汐能、生物质能、海水温差等等。但是,以上这些能源很难在短期内实现大规模的的工业生产和应用。只有核能,才是一种可以大规模使用的安全的和经济的工业能源。从20世纪50年代以来,美国、法国、比利时、德国、英国、日本、加拿大等发达国家都建造了大量核电站,核电站发出的电量已占世界总发电量的16%,其中法国核电站的发电量已占该国总发电量的75%,在这些国家,核电的发电成本已经低于煤电。国际经验证明,核电是一种经济、安全、可靠、清洁的新能源。
在相同功率的情况下,核电站排放到环境中的有害物质比火电厂要少得多。核电站对周围居民的辐射影响,远远低于燃煤电厂和天然辐射,是安全而清洁的能源。核电站像其他工业企业一样,也要产生废物。核电站产生的废物,数量比一般燃煤电厂少,仅为同等规模燃煤电站的万分之一。
铀的储量丰富,世界上已探明的铀储量约490万吨,钍储量约275万吨。这些裂变燃料足够使用到聚变能时代。聚变燃料主要是氘和锂,海水中氘的含量为0.034克/升,据估计地球上总的水量约为138亿亿立方米,其中氘的储量约40万亿吨,地球上的锂储量有2000多亿吨,锂可用来制造氚,足够人类在聚变能时代使用。按目前世界能源消费的水平,地球上可供原子核聚变的氘和氚,能供人类使用上千亿年。因此,有些能源专家认为,只要解决了核聚变技术,人类就将从根本上解决了能源问题。
2 压水式反应堆核电站的组成
核电站是利用原子核内部蕴藏的能量大规模生产电力的新型发电站。它大体上可分为两部分:一部分是利用核能产生蒸汽的核岛,包括核反应堆和一回路系统;另一部分是利用蒸汽发电的常规岛,包括汽轮发电机系统。后一部分与普通火电厂大同小异,而前一部分则截然不同。
一回路系统:反应堆堆芯内进行核裂变并稳定地释放热能。由于采用稳压器提高系统内的水压,一回路的水受热后不会沸腾。这些高压水随之将堆芯内产生的热能带走。
二回路系统:带热能的高压水经蒸汽发生器内数以千计的传热管,将热能传到管外二回路系统的水内。二回路系统与一回路系统是完全分隔的。
二回路水随即受热沸腾,变成蒸汽,然后推动汽轮发电机组产生电力。
三回路系统:蒸汽自汽轮机排出,被三回路的海水冷却后,再循环至蒸汽发生器加热。
3 核电站的安全问题
我国有设在环境保护部的国家核安全局来管理核电站的批准立项、设计、建设、运行。
为什么压水堆不会出切尔诺贝利事故?
1986年4月26日,苏联切尔诺贝利核电站,发生了反应堆问世以来的最大事故,导致大量放射性物质外泄。大亚湾核电站及岭澳核电站是不会出这类事故的,因为两者是截然不同的核电站。
压水堆核电站有三层保护:核反应元件包壳、一回路压力边界和最外层的安全壳。
生活中的辐射:辐射无处不在,我们吃的食物、住的房屋、天空大地、山月草木,乃至人的身体都存在着放射性。我国某些高本底地区3.7毫希/年;砖房0.75毫希/年;宇宙射线0.45毫希/年;水、粮食、蔬菜、空气0.25毫希/年;土壤0.15毫希/年;北京-欧洲往返一次0.04毫希;胸部透视一次0.02毫希。核电站运行对周围居民的辐射影响,远远低于天然辐射,可以说微乎其微。
目前环境污染问题大部分是由使用化石燃料引起的,化石燃料燃烧会放出大量的烟尘、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等,由二氧化碳等有害气体造成的“温室效应“,将使地球气温升高,会造成气候异常,加速土地沙漠化过程,给社会经济的可持续发展带来灾难性的影响,核电站并不排放这些有害物质,不会造成“温室效应“,与火电厂相比,它能大大改善环境质量,保护人类赖以生存的生态环境等。
在国内外核电站的周围有人居住、游泳、放牧牛羊、钓鱼,有的核电站位于大城市附近,有的位于游览区。核电站是安全、经济、干净的能源,与火电站相比,更有利于保护环境。
核电站会不会像原子弹那样爆炸?
核燃料中的有效成分是铀—235,铀—235同样也是原子弹中的核炸药,那么核电站会不会像原子弹那样爆炸呢?不必担心,绝没有这种可能性!核燃料中铀—235的含量约为3%,而核炸药中铀—235含量高达90%以上。核燃料引不起核爆炸,正像啤酒和白酒都含有酒精,白酒因酒精含量高可以点燃,而啤酒则因酒精含量低不能点燃一样。
原子弹同样是一项高技术产品,形成核爆炸有非常严格的条件。原子弹必须用高浓度的铀-235或钚-239作核装料,以一套精密复杂的系统引爆高能烈性炸药,利用爆炸力在瞬间精确地改变核装料的形状或位置,才能形成不可控的链式裂变反应,发生核爆炸。这种苛刻的条件,在核电站里是不可能的。
压水式反应堆具有设计所赋予的内在安全特性。当核能释放得太快时,反应堆能自动限制核能释放的速度,使反应堆维持在一个比较安全的水平上。更何况核反应堆还有多重的安全保护系统,确保堆不会失控。 谢谢楼主分享。
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