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核能利用的喜与忧 李文潇 2011415001 英语1班 摘要： 关键词： 引文 十九世纪末二十世纪初，科学界在原子领域有重大突破。先是英国物理学家汤姆逊发现了电子，紧接着1895年德国物理学家伦琴发现了X射线，1896年法国物理学家贝克勒尔发现了放射性，1898年居里夫人与居里先生发现新的放射性元素钋，1902年 居里夫人经过三年又九个月的艰苦努力又发现了放射性元素镭。这些发现将人类的视线带进了原子尺度中。1905年，爱因斯坦提出著名的质能方程，为核能的开发和利用奠定了基础。 1 核能利用原理 1.1 爱因斯坦质能方程 1905年，爱因斯坦提出质能方程E=mc2，指出了能量和质量之间的关系，在一定条件下两者可以互相转换。其中E是能量，m是质量，c是光速。 1.2 核聚变与核裂变 核裂变，又称核分裂，是指由重的原子，主要是指铀或钚，分裂成较轻的原子的一种核反应形式。核裂变过程中的一部分质量会亏损掉，并转化成巨大的能量释放出来。原子弹以及裂变核电站或是核能发电厂的能量来源都是核裂变。其中铀裂变在核电厂最常见，加热后铀原子放出2到4个中子，中子再去撞击其它原子，从而形成链式反应而自发裂变。 核聚变，又称热核反应，即轻原子核（例如氘和氚）结合成较重原子核（例如氦），同时放出一些粒子（如中子），在这过程中发生质量亏损，转化为能量释放出来。同时，释放出的粒子可以继续与其它粒子碰撞，形成链式反应。一般说来，核聚变释放的能量要高于核裂变。热核反应尚不可控，目前只在武器领域有应用，可控热核反应是能源领域研究的重要课题。 1.3 核能发电 核能发电是利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式。它与火力发电极其相似，只是以核反应堆及核能发电站蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉，以核裂变能代替矿物燃料的化学能。除沸水堆外（见轻水堆），其他类型的动力堆都是一回路的冷却剂通过堆心加热，在蒸汽发生器中将热量传给二回路或三回路的水，然后形成蒸汽推动汽轮发电机。沸水堆则是一回路的冷却剂通过堆心加热变成70个大气压左右的饱和蒸汽，经汽水分离并干燥后直接推动汽轮发电机。核能发电利用铀燃料进行核分裂连锁反应所产生的热，将水加热成高温高压，利用产生的水蒸气推动蒸汽轮机并带动发电机。 2 核能发展历程和利用现状 1954年前苏联世界建成第一座发电功率为5000KW 的试验性核电站，美国则在1957年12月建成了发电功率达90000KW的希平港压水堆核电站。20世纪60年代到70年代，是世界各国经济快速发展时期，电力需求也以十年翻一番的速度迅速增长，此时， 核电的安全性和经济性得到验证，相对于常规发电系统的优越性鲜明地显现出来，给核电发展提供了一个广阔的市场。核电迅速实现了标准化、批量化的建设和发展。由于三里岛核电站事故尤其切尔诺贝利核电站事故，核能在上世纪90年代发展速度明显放缓，核恐惧和高成本使得核能利用较高的发达国家重新审视核电的利弊，美国90年代一直致力于核电站的维护而不是新建；在欧洲，许多国家也在讨论如何迅速关闭其核电厂。但进入新世纪核电又受到世界各国的重视，出现了较快的发展势头。截至2007年12月，全世界正在运行中的反应堆有439座，相比2002年的444座微量下降，但发电能力稳步上升，总发电量达到37117GW ，全世界核电供应已经达到总供电量的16%，许多国家达到总供电量的1/3。随着国际能源价格的进一步飙升，2000年以来发达国家正在转变其原有的核电发展态度， 调整原有的核电发展计划。美国2005年通过能源政策法， 联邦政府开始积极鼓励建设新的反应堆。英国政府在2008年2月宣布将投巨资发展核电，在2020年以前，新建反应堆6个，使英国的电力供应提高18%。据国际原子能机构预测，到2030年，全球核电所占份额将增加到27%。正在崛起的发展中国家能源需求旺盛，其核能增长最快， 1999到2020年间将增长417% ， 尤其是发展中的亚洲， 据世界原子能机构的统计， 未来65座正在兴建或正在立项的核电站中，2/3分布在亚洲各国。中国目前运行核电机组11个，核电比例为119 % ，核电装机容量900万千瓦，计划到2020年提高到4000万千瓦。印度运行核电机组17个，核电比例为216% ，计划到2020年增加20至30个新核电机组，所以目前核电的扩展以及近期和远期的发展前景仍集中在亚洲，亚洲地区尤其是发展中国家发展核电的势头强劲。 3 核能利用的利弊 3.1 核能利用的优点 核能作为一种高效的能源，是不能放弃的。首先，核能发电不像化石燃料一样向大气排放大量的污染物质，这样就避免了大气污染的问题和一系列诸如温室效应等打破自然调节能力的不良效应；然后，核能发电所使用的铀燃料，除了发电外，没有其他的用途，核燃料能量密度比起化石