發(fā)展核能的利與弊

黑 龍 江 大 學(xué)論文題目：發(fā)展核能的利與弊學(xué) 院：化學(xué)化工與材料學(xué)院年 級(jí)：2007級(jí)專 業(yè)：環(huán)境科學(xué)姓 名：李天一學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師：伊杰摘要隨著地球的化工燃料越來越少，我們急需找到一種新的清潔能源。核能，正好滿足了我們這個(gè)需求，它是人類最具希望的未來能源。所以越來越多的核電站建成，這很大一部分緩解了我們對(duì)能源的需要。但是，任何事物的興起都有它的兩面性，我們不能避重就輕，不能畏首畏尾。找出發(fā)展核能的合理方向，制定最適合當(dāng)前社會(huì)的發(fā)展方案，才能更好的發(fā)展核能。關(guān)鍵詞發(fā)展核能，核電站，環(huán)境污染，核安全AbstractAs earth chemical fuel less and less, we need to find a new clean energy. Nuclear power, just satisfies our demand, its our most promising future energy. So more and more nuclear power station built, this was largely easing our energy needs. However, the rise of anything has its two side, We cant trivial, cant flinch at. Find out the reasonable development of nuclear energy, formulate the most suitable direction in the current social development plan, can better development of nuclear energy.Keywords Development of nuclear energy, Nuclear power station, Environmental pollution, Nuclear safety前言 從1895年德國物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)了X射線，到1902年居里夫人發(fā)現(xiàn)了放射性元素鐳；從1905年愛因斯坦提出質(zhì)能轉(zhuǎn)換公式，到1938年 德國科學(xué)家奧托哈恩用中子轟擊鈾原子核，發(fā)現(xiàn)了核裂變現(xiàn)象；從1942年12月2日美國芝加哥大學(xué)成功啟動(dòng)了世界上第一座核反應(yīng)堆，到1945年8月6日和9日美國先后投放兩顆原子彈在日本的廣島和長崎；從1954年蘇聯(lián)建成了世界上第一座核電站-奧布靈斯克核電站，到2003年，全世界共有440座核電反應(yīng)堆在運(yùn)行發(fā)電。核能已經(jīng)由陌生漸漸被人們所熟知，核能的巨大能量也被開發(fā)的越來越全面。現(xiàn)今社會(huì)，煤炭、石油這種化工原料已經(jīng)開發(fā)殆盡，余下的儲(chǔ)量也分布不均，缺少化石燃料的國家，單單依靠化工燃料燃燒的能量供給，已經(jīng)滿足不了這個(gè)時(shí)代的巨大能量需求了。所以核電的發(fā)展可以說是社會(huì)需要。當(dāng)今，全世界總發(fā)電量的16是由核反應(yīng)堆提供，而其中9個(gè)國家多于40%的能源生產(chǎn)來自于核能。所以，發(fā)展核能已經(jīng)不是單單某個(gè)國家的國家計(jì)劃。但是核能的發(fā)展也是有很大的隱患的，核電廠發(fā)生意外對(duì)人類安全可以造成嚴(yán)重的威脅，1986年的切爾諾貝爾事件是最好的例子。任何事物的衍生發(fā)展都是有利有弊的，核能也一樣。我們不能畏首畏尾、瞻前顧后，也不能突然冒進(jìn)、武斷獨(dú)行。所以怎樣把核能合理的發(fā)展成安全穩(wěn)定的核能系統(tǒng)，就不是一件容易的事了 。一、什么是核能核能（或稱原子能）是通過轉(zhuǎn)化其質(zhì)量從原子核釋放的能量，符合阿爾伯特愛因斯坦的方程E=mc，其中E=能量，m=質(zhì)量，c=光速常量。這里光速常量是一個(gè)很大的數(shù)值，我們可以看出，即使很小的質(zhì)量的物質(zhì)，也可以發(fā)出巨大的能量。核能有三種核反應(yīng)：核裂變，打開原子核的結(jié)合力；核聚變，原子的粒子熔合在一起；核衰變，自然的慢得多的裂變形式。核能的開發(fā)和利用主要集中在核電站、核武器、核潛艇三個(gè)方面。核電站是利用原子核裂變時(shí)放出的核能來發(fā)電的電廠，反應(yīng)堆是核電站的核心。核反應(yīng)堆是一種能持續(xù)進(jìn)行可控鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的裝置，能發(fā)生核裂變的燃料有鈾-235、鈾-238、钚-239。目前正在運(yùn)轉(zhuǎn)的核電廠所使用的是鈾-235.用慢中子轟擊鈾-235時(shí)，就會(huì)發(fā)生裂變反應(yīng)：235U1n(慢）較重碎核輕核碎核中子。用愛因斯坦公式計(jì)算：在核裂變過程中，每1克參加反應(yīng)的U-235可以放出約8107KJ的能量，而每1克煤完全燃燒時(shí)所放出的熱量約為30KJ。也就是說，1克鈾-235裂變所產(chǎn)生的能量相當(dāng)于2.7106克煤燃燒時(shí)所放出的能量?？梢姾四苁嵌嗝淳薮?。核反應(yīng)堆的發(fā)展是循序漸進(jìn)的。一般來說，按照科技難度的不同，分為熱中子反應(yīng)堆、快中子反應(yīng)堆和可控聚變堆三類。核武器是利用核反應(yīng)在一瞬間放出巨大的能量，造成大規(guī)模殺傷破壞作用的武器，包括原子彈、氫彈和中子彈。核潛艇是在常規(guī)潛艇基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，以壓水堆作為它的核動(dòng)力裝置。二、核能的發(fā)展是社會(huì)的需要現(xiàn)在世界的人口是60億，我國的人口是13億。聯(lián)合國預(yù)言，到2050年世界人口將增長到90億。隨著人口的快速增長和經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人類對(duì)能源的需要也隨之大量增加，2050年增長2倍，所以當(dāng)今的能量結(jié)構(gòu)形式是不可能滿足巨大工業(yè)社會(huì)的需求的。人類需要能量，這就導(dǎo)致了煤炭、石油等化石能源的過度開發(fā)，這不僅使地球的化石燃料消耗殆盡。而且，這些化石燃料是在地下用了幾億年甚至幾十億年才累積形成的，是不能再生的，對(duì)我們來說不僅僅是燃料，更是一種寶貴的古老化石。更何況化石燃料釋放的污染物也將使地球不堪重負(fù)，我們雖然利用了他它一小部分的能量，卻帶來了更多的環(huán)境問題。所以我們需要開發(fā)更多的新型能源，更準(zhǔn)確的說，我們需要清潔的能源。一座100萬千瓦的煤電廠，一年要燒掉200-300萬噸的煤，而一年燃燒這么多的煤，除了會(huì)排出20多萬噸煤渣外，還會(huì)往空氣中排放600-700噸二氧化碳，5-10萬噸二氧化硫，2-3萬噸氮氧化物，3-6千噸一氧化碳，以及2-3千噸顆粒物。除此之外，還會(huì)排放約400外萬噸的重金屬，還有大家所熟識(shí)的酸雨，就是煤燃燒排放的二氧化硫和氮氧化物也所造成的。當(dāng)然不得不提的還有溫室效應(yīng)，我們都知道二氧化碳是主要溫室氣體之一，這種氣體減緩了地球熱量向外散發(fā)，使地球溫度逐漸升高，國際氣候委員會(huì)說：人類按現(xiàn)在這樣排放二氧化碳，到2100年，地球升高的溫度會(huì)使海平面升高約一米。到那時(shí)候，我們的大片海島和淺灘會(huì)被淹沒。更嚴(yán)重的是，全球氣候變暖還有引發(fā)像干旱、洪澇、海嘯等各種自然災(zāi)害，還會(huì)帶來各種新型疾病。雖然我們已經(jīng)為此提出了各種限制措施，但是，即使少量的排放，許許多多聚在一起還是有很大的污染。況且，一些發(fā)展中國家要發(fā)展，無論發(fā)展什么行業(yè)，都需要能源的支持，這樣就不可能減少化工染料的使用。所以，一種清潔的能源-核電，被人們漸漸重視。核電站的建設(shè)也逐漸被提上了各國的議案。三、 當(dāng)今世界核能的發(fā)展情況核能發(fā)電的歷史與動(dòng)力堆的發(fā)展歷史密切相關(guān)。動(dòng)力堆的發(fā)展最初卻是出于軍事需要。1954年，蘇聯(lián)建成世界上第一座裝機(jī)容量為 5兆瓦(電)的核電站。英、美等國也相繼建成各種類型的核電站。到1960年,有5個(gè)國家建成20座核電站，裝機(jī)容量1279兆瓦（電）。由于核濃縮技術(shù)的發(fā)展，到1966年，核能發(fā)電的成本已低于火力發(fā)電的成本。核能發(fā)電真正邁入實(shí)用階段。1978年全世界22個(gè)國家和地區(qū)正在運(yùn)行的30兆瓦（電）以上的核電站反應(yīng)堆已達(dá)200多座,總裝機(jī)容量已達(dá)兆瓦（電）。到1991年，全世界近30個(gè)國家和地區(qū)建成的核電機(jī)組為423套，總?cè)萘繛?.275億千瓦。截至2006年，全世界運(yùn)轉(zhuǎn)中的核反應(yīng)堆435座，有29座以上在建設(shè)中。美國運(yùn)轉(zhuǎn)最多，為103座。法國次之，為59座。日本為55座（1座以上在建設(shè)中），俄羅斯為31座（7座以上在建設(shè)中）。核能發(fā)電占世界電力生產(chǎn)的份額已從1960年小于1%增加到1986年16%，1986年起的21年內(nèi)這一比例基本保持不變。核能發(fā)電隨全球電力生產(chǎn)而穩(wěn)步增長。我國的核電起步較晚，80年代才動(dòng)工興建核電站。中國自行設(shè)計(jì)建造的30萬千瓦（電）秦山核電站在1991年底投入運(yùn)行。2003年我國全年發(fā)電量的2.2%來自于核電，預(yù)計(jì)到2020年核能發(fā)電可以占總發(fā)電量的4%?，F(xiàn)在核能發(fā)電站的擴(kuò)建集中在亞洲：至2006年底建設(shè)中的29座就有15座在亞洲。這里應(yīng)該特別提一下印度：印度早在1954年就開始進(jìn)行核技術(shù)的研究與開發(fā)，1999年有11個(gè)核電機(jī)組投入運(yùn)行，3個(gè)機(jī)組在建。但印度拒絕加人國際原子能協(xié)議，在運(yùn)行中也存在許多困難。四、 發(fā)展核能的優(yōu)點(diǎn)核能應(yīng)用作為緩和世界能源危機(jī)的一種有效的措施是有許多的優(yōu)點(diǎn)的：他的燃料具有許多優(yōu)點(diǎn)，如體積小而能量大，核能比化學(xué)能大幾百萬倍；1000克鈾釋放的能量相當(dāng)于2400噸標(biāo)準(zhǔn)煤釋放的能量；一座100萬千瓦的大型燒煤電站，每年需原煤300400萬噸，運(yùn)這些煤需要2760列火車。同功率的壓水堆核電站，一年僅耗鈾含量為3的低濃縮鈾燃料28噸；每一磅鈾的成本，約為20美元，換算成1千瓦發(fā)電經(jīng)費(fèi)是0001美元左右，這和目前的傳統(tǒng)發(fā)電成本比較，便宜許多；而且，由于核燃料的運(yùn)輸量小，所以核電站就可建在最需要的工業(yè)區(qū)附近。核電站的基本建設(shè)投資一般是同等火電站的一倍半到兩倍，不過它的核燃料費(fèi)用卻要比煤便宜得多，運(yùn)行維修費(fèi)用也比火電站少，如果掌握了核聚變反應(yīng)技術(shù)，使用海水作燃料，則更是取之不盡，用之方便。還有就是安全性強(qiáng)。從第一座核電站建成以來，全世界投入運(yùn)行的核電站達(dá)400多座，30多年來基本上是安全正常的。雖然有1979年美國三里島壓水堆核電站事故和1986年蘇聯(lián)切爾諾貝利石墨沸水堆核電站事故，但這兩次事故都是由于人為因素造成的。隨著壓水堆的進(jìn)一步改進(jìn)，核電站有可能會(huì)變得更加安全。 當(dāng)然核能發(fā)電的成本較不易受到國際經(jīng)濟(jì)情勢(shì)影響，核燃料不是一種日常生活燃料，不想石油一樣會(huì)引發(fā)戰(zhàn)爭。也不會(huì)受到經(jīng)濟(jì)等因素的影響，成本來源較其它發(fā)電方法為穩(wěn)定。 最重要的就是污染小，對(duì)環(huán)境沒有很高的污染負(fù)荷?；痣娬静粩嗟叵虼髿饫锱欧哦趸蚝脱趸扔泻ξ镔|(zhì)。當(dāng)然煤炭的燃燒也少不了二氧化碳的排放，這是目前嚴(yán)重污染問題之一溫室效應(yīng)的根本原因，沒有二氧化碳，大大減少了溫室氣體的排放，溫室效應(yīng)業(yè)今年一步得到緩解。同時(shí)煤里的少量鈾、鈦和鐳等放射性物質(zhì)，也會(huì)隨著煙塵飄落到火電站的周圍，污染環(huán)境。而核電站設(shè)置了層層屏障，基本上不排放污染環(huán)境的物質(zhì)，就是放射性污染也比燒煤電站少得多。據(jù)統(tǒng)計(jì)，核電站正常運(yùn)行的時(shí)候，一年給居民帶來的放射性影響，還不到一次X光透視所受的劑量。五、 發(fā)展核能的弊端雖然核能的發(fā)展有許多優(yōu)點(diǎn)，但是我們普通人對(duì)核電站的認(rèn)識(shí)基本偏向負(fù)面。人們擔(dān)心的核電站容易發(fā)生最大的問題就是安全問題。當(dāng)然，核電站相關(guān)工作人員應(yīng)對(duì)此負(fù)有一定的責(zé)任，他們過于強(qiáng)調(diào)核電的安全性，這樣反而難以得到廣大民眾的理解。.核電廠的反應(yīng)器內(nèi)有大量的放射性物質(zhì)，如果在事故中釋放到外界環(huán)境，會(huì)對(duì)生態(tài)及民眾造成傷害。我們害怕發(fā)生像切爾諾貝利事故一樣的災(zāi)難，有一些環(huán)境論者還指出從事核電生產(chǎn)的人曾有產(chǎn)下畸形兒的先例，或者核電站附件的農(nóng)家出現(xiàn)了畸形牲畜等等。這些事實(shí)是不容忽視的，倘若大型核電站泄露甚至爆炸，那這種效果不亞于核武器戰(zhàn)爭的爆發(fā)，地球也就意味著走向了死亡。而且核能電廠產(chǎn)生的高低階放射性廢料，或者是使用過之核燃料，都具有放射性，必須謹(jǐn)慎處理，都則還可能引發(fā)政治問題、政治分歧等。還有一個(gè)不得不說的是，發(fā)展核能的投資成本巨大，所以電力公司的財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)也就大大提高。若建造一個(gè)核電站未能成功運(yùn)行或失敗，那損失是會(huì)很大的。而且一些發(fā)展中國家并不是不想發(fā)展核能，但迫于經(jīng)濟(jì)等原因，計(jì)劃就會(huì)被擱置，這就造成了世界能源分布不均。 核能電廠也不適宜做尖峰、離峰之隨載運(yùn)轉(zhuǎn)。雖沒有化石燃料場(chǎng)污染物多，但熱污染較嚴(yán)重。用化石燃料場(chǎng)一樣，還要考慮地理天氣等因素。六、 我國發(fā)展核能的策略建議我國是一個(gè)人口大多，雖然資源豐富，但人均水平要比世界平均水平低得多，能源的需求理所當(dāng)然是巨大的。這樣看來大力發(fā)展核能是一件利國利民的好事。但是許多事情都是有利有弊，何況發(fā)展核能對(duì)我們來說，是一件國家大事?，F(xiàn)在的世界，全球?qū)δ茉醇眲∩仙男枨?，能源問題已經(jīng)成為環(huán)境問題以后的大問題，我國怎樣能在其它大國的壓制下，找出一條屬于我們自己的能源之路，是十分重要的。面對(duì)世界激烈的競(jìng)爭，我們不能畏首畏尾，應(yīng)該制定好核能發(fā)展目標(biāo)，促進(jìn)核能健康運(yùn)行。盡力維護(hù)現(xiàn)有的穩(wěn)定政局和社會(huì)秩序，為核能在我國安全發(fā)展，提供良好的內(nèi)部環(huán)境。我們還應(yīng)從核能這個(gè)產(chǎn)業(yè)的不同方面入手。例如：制定適合和能源發(fā)展的法律法規(guī)，完善核能管理制度，規(guī)范核電站的興建、運(yùn)行、管理等各個(gè)步驟，研發(fā)適應(yīng)我國社會(huì)和國情的新型核電站，提升國際競(jìng)爭力。當(dāng)然，我們還應(yīng)謹(jǐn)慎對(duì)待開發(fā)核能的項(xiàng)目。吸取國外發(fā)展核能的事實(shí)經(jīng)驗(yàn)，穩(wěn)中前行，借鑒其它國家的經(jīng)驗(yàn)，綜合我國實(shí)力與國情，發(fā)展核能。不要光追求經(jīng)濟(jì)利益，而忽略了環(huán)境效益和群眾效益，做到綜合發(fā)展，統(tǒng)籌兼顧。核能事故如果發(fā)生，這種破壞力將是不可估量的，所以這要求我們有一套適合我國的預(yù)警機(jī)制和防護(hù)機(jī)制。比如，建立核電站監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，從不同的指標(biāo)一定的程度上預(yù)防核能事故的發(fā)生。靈敏、及時(shí)、暢通的反應(yīng)信息情況。結(jié)論總體來說，發(fā)展核能對(duì)世界時(shí)有利的，既能節(jié)約能源，又能控制污染。在現(xiàn)在這個(gè)社會(huì)，核能的發(fā)展是不可避免的，我們應(yīng)該審時(shí)度勢(shì)，科學(xué)決策，合理的發(fā)展核事業(yè)，為世界能源找到一條潔凈的新出路。參考文獻(xiàn)馮曉，核能與技術(shù)經(jīng)濟(jì)，國土資源技術(shù)管理，2008-8-15彭紅，人類安全呼吁核理性，南華大學(xué)學(xué)報(bào)，2007-6-15劉艷紅，李剛，核能是危險(xiǎn)的還是安全的，科學(xué)之友，2009-3-10日鮑云樵，原子時(shí)代的奇跡，北京