1、先來了解一下什么是核能
核能,又稱原子能,是原子核中儲存的能量,可以通過核反應(yīng)從原子核中釋放出來。核能有三種核反應(yīng)釋放形式:輕核聚變,指的是較輕的原子核聚合在一起釋放結(jié)核能;重核裂變,是指較重的原子核分裂釋放結(jié)核能;核衰變,是原子核自發(fā)衰變過程中釋放能量。
2、核能的特點(diǎn)
核能具有能量密集、功率高、易儲存、清潔、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)是存在核污染風(fēng)險(xiǎn)、熱污染嚴(yán)重、投資成本大。
3、核能發(fā)電與核電站發(fā)電原理
與火力發(fā)電相比,核電是以核反應(yīng)堆及蒸汽發(fā)生器來代替火力發(fā)電的鍋爐,以核裂變能代替礦物燃料的化學(xué)能。核能轉(zhuǎn)化為水和水蒸氣的內(nèi)能,內(nèi)能再轉(zhuǎn)化為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的機(jī)械能,機(jī)械能最終轉(zhuǎn)化成電能。
核能發(fā)電的能量來自核反應(yīng)堆中可裂變材料(核燃料)進(jìn)行裂變反應(yīng)所釋放的裂變能。裂變反應(yīng)指鈾-235、钚-239、鈾-233等重元素在中子作用下分裂為兩個(gè)碎片,同時(shí)釋放出中子和大量能量的過程。反應(yīng)中,可裂變物的原子核吸收一個(gè)中子后發(fā)生裂變并放出兩三個(gè)中子。這些中子除去消耗,至少有一個(gè)中子能引起另一個(gè)原子核裂變,使裂變自持地進(jìn)行,這種反應(yīng)稱為鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)。實(shí)現(xiàn)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是核能發(fā)電的前提。
4、為什么要發(fā)展核電?
核電是一種可靠的能源形式,可以提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)。相比于風(fēng)力和太陽能,核電不受天氣和時(shí)間的限制。核電站突出的優(yōu)點(diǎn)是只需消耗很少的核燃料,就可以產(chǎn)生大量的電能,每千瓦時(shí)電能的成本比火電站要低20%以上。核電站還可以大大減少燃料的運(yùn)輸量。一座100萬千瓦的火電站每年大約耗煤三四百萬噸,而相同功率的核電站每年僅需三四十噸鈾燃料,發(fā)電成本低于火電。核電的另一個(gè)優(yōu)勢是干凈、無污染,幾乎是零排放。最重要的是核電可以減少對進(jìn)口能源的依賴,從而增強(qiáng)國家的能源安全,非常適合快速發(fā)展的中國。
5、核電站都有哪些類型?
根據(jù)反應(yīng)堆的不同,目前世界上核電站有壓水堆、沸水堆、重水堆、快中子堆、改進(jìn)型氣冷堆、石墨堆及高溫氣冷堆等7類。相對廣泛使用的是壓水反應(yīng)堆,壓水堆是以普通水做冷卻劑和慢化劑,是從軍用堆基礎(chǔ)上發(fā)展起來的最成熟、最成功的動力堆堆型。
6、核電安全嗎?
核電是高度復(fù)雜的技術(shù)和高度危險(xiǎn)的能源形式,不過現(xiàn)代化核電站采取了多種措施來確保其安全性。只要核電站得到正確的設(shè)計(jì)、運(yùn)營和廢物處理,其危險(xiǎn)性可以被控制在一定范圍內(nèi)?,F(xiàn)代化核電站采取多層安全措施,包括被動安全系統(tǒng)、防堵安全系統(tǒng)等,以確保核反應(yīng)堆在各種情況下的安全。新型反應(yīng)堆可以采用自然冷卻、無需電力、自動控制等技術(shù),以提高反應(yīng)堆的安全性。同時(shí),新型材料和設(shè)備也可以提高核電站的安全性和可靠性。此外,核電站的設(shè)計(jì)考慮到了各種意外情況,例如地震、洪水、風(fēng)暴等,以確保核反應(yīng)堆的安全運(yùn)行。核電站的安全問題主要是核泄漏和核廢料的處理,目前已制定了國際安全標(biāo)準(zhǔn)。
7、那么核燃料用過后應(yīng)該怎樣處理?
核工業(yè)生產(chǎn)和科研過程中產(chǎn)生的不同程度放射性的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)的廢物,稱為"三廢"。這些廢物中放射性物質(zhì)的含量很低,但危害極大。普通外界條件對放射性物質(zhì)基本上不會起什么作用。所以,在放射性廢物處理過程中,除了靠放射性物質(zhì)的衰變使其放射性衰減外,就只能采取多級凈化、去污、壓縮減容、焚燒、固化等措施將放射性物質(zhì)從廢物中分離出來,使?jié)饧派湫晕镔|(zhì)的廢物體積盡量減小,并改變其存在的狀態(tài),以達(dá)安全處置的目的。這個(gè)過程稱為"三廢處理與處置"。
核廢料的處理原則是:盡量減少不必要的廢料產(chǎn)生并開展回收利用;對已產(chǎn)生的核廢料分類收集,分別儲存和處理;盡量減少容積以節(jié)約運(yùn)輸、儲存和處理的費(fèi)用;向環(huán)境稀釋排放時(shí)必須嚴(yán)格遵守有關(guān)法規(guī);以穩(wěn)定的固化體形式儲存,以減少放射性核素遷移擴(kuò)散。
8、核污水和核廢水的區(qū)別
核廢水是核反應(yīng)堆的冷卻水,不直接接觸放射性物質(zhì)。而核污水是經(jīng)過放射性物質(zhì)的冷卻水,類似于蒸餾水和刷鍋水的區(qū)別。中國使用化學(xué)沉淀法、離子交換法、吸附法、蒸發(fā)濃縮、生物分解、惰性固化、膜分離等方法處理核廢水。日本福島核電站為了冷卻事故反應(yīng)堆,一直不斷地向核反應(yīng)堆注入大量地下水,注入的地下水從反應(yīng)堆流出時(shí)也把放射性物質(zhì)帶了出來,由此形成了帶有放射性的污染水。
核能是可持續(xù)發(fā)展的能源,利用好核能,人類將從根本上解決能源問題。核電將在人類社會生活中繼續(xù)發(fā)揮重要作用,成為能源問題和低碳戰(zhàn)略的排頭兵。