核能的開發(fā)和利用

1、核能的開發(fā)和利用,--礦物加工工程10級(jí)四班 呂鵬,一、我們所面臨的能源狀況二、核能在能源系統(tǒng)中的地位與作用三、中國(guó)核能的發(fā)展四、核能的利用 核電站五、核電安全及其發(fā)展前景,,,一、我們所面臨的能源狀況,目前全世界使用的能源90% 取自化石燃料，即煤炭、石油和天然氣，它們經(jīng)歷了上億年的時(shí)間才得以生成，因此是不可在生能源。,從探明的儲(chǔ)量分析，現(xiàn)在地球上的煤炭、石油和天然氣的總儲(chǔ)量分別為：石 油：1萬億桶天然氣：120萬億立方

2、米煤 炭：1萬億噸,按照全世界對(duì)化石燃料的消耗速度計(jì)算，這些能源可供人類使用的時(shí)間大約還有：,儲(chǔ)量有限的化石燃料,二、核能在能源系統(tǒng)中的地位與作用,核能概念,利用核反應(yīng)堆中核裂變所釋放出的熱能進(jìn)行發(fā)電的方式。它與火力發(fā)電極其相似。質(zhì)子、中子依靠強(qiáng)大的合力緊密地結(jié)合在一起，因此原子核十分牢固。要使他們分裂或重新組合是極其困難的。但是，一旦使原子核分裂或聚合，就可能釋放出驚人的能量，這就是核能。,人類能源結(jié)構(gòu)三次重大的演變：18世紀(jì)6

3、0年代：煤炭逐步替代了木柴；20世紀(jì)20年代：煤炭轉(zhuǎn)向石油和天然氣；20世紀(jì)70年代：石油、天然氣，煤，核能和再生能源等多種能源結(jié)構(gòu)；21世紀(jì)主要能源：核能,核能在能源系統(tǒng)中的地位與作用,中國(guó)能源結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及矛盾 能源結(jié)構(gòu)方面以煤為主體，油和天然氣和水電資源很不豐富；能源資源分布與工業(yè)布局不平衡，而且正好相反。煤炭資源有限，不可能作為長(zhǎng)期主要能源；煤的運(yùn)輸量大，由煤造成的運(yùn)輸緊張狀況不可能解決；煤炭的污染嚴(yán)重，我國(guó)的環(huán)境

4、將無法承受 ；煤是－種重要的不可再生的化工原料；,三、中國(guó)核能的發(fā)展,,獲得核能的兩條途徑是：核裂變和核聚變,清潔能源 高密度能量 儲(chǔ)量豐富,核能的優(yōu)點(diǎn)：,四、核能的利用 核電站,核電站發(fā)電的原理：核能→水和水蒸氣的內(nèi)能→發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的機(jī)械能→電能核電站利用鈾燃料進(jìn)行核分裂連鎖反應(yīng)所產(chǎn)生的熱，將水加熱成高溫高壓，核反應(yīng)所放出的熱量較燃燒化石燃料所放出的能量要高很多（相差約百萬倍），比較起來所需要的燃料體積要比火力電廠少得

5、多。核電站發(fā)電所使用的的鈾235純度只約占3%－4%，其余皆為無法產(chǎn)生核分裂的鈾238。,核電站,大亞灣核電站,,核能發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)：,核能發(fā)電不像化石燃料發(fā)電那樣排放巨量的污染物質(zhì)到大氣中，因此核能發(fā)電不會(huì)造成空氣污染。核能發(fā)電不會(huì)產(chǎn)生加重地球溫室效應(yīng)的二氧化碳。核能發(fā)電所使用的鈾燃料，除了發(fā)電外，沒有其他的用途。,,,核燃料能量密度比起化石燃料高上幾百萬倍，故核能電廠所使用的燃料體積小，運(yùn)輸與儲(chǔ)存都很方便，一個(gè)1000MW的火電廠

6、一天燃燒的煤是9600t。而相應(yīng)1000MW的核電廠，一天只要3.3kg的U235，相差300萬倍。核能發(fā)電的成本中，燃料費(fèi)用所占的比例較低，核能發(fā)電的成本較不易受到國(guó)際經(jīng)濟(jì)情勢(shì)影響，故發(fā)電成本較其他發(fā)電方法為穩(wěn)定。,核電的安全性究竟怎樣呢？為了解決這個(gè)問題，有些國(guó)家的核電站對(duì)外開放，組織人們參觀。實(shí)際情況說明，核電不但是安全的，而且它的危險(xiǎn)性比其他許多能源都小。,我們知道原子彈是由高濃度的（大于93%）裂變物質(zhì)鈾－235或钚－239

7、和復(fù)雜而精密的引爆系統(tǒng)所組成的。通過引爆系統(tǒng)把裂變物質(zhì)壓緊在一起，達(dá)到超臨界體積，于是瞬時(shí)形成劇烈的不受控制的鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)，在極短時(shí)間內(nèi)，釋放出巨大的核能，產(chǎn)生了核爆炸。,五、核電安全及其發(fā)展前景,,事實(shí)上，核電站不會(huì)像原子彈那樣爆炸，核電站的核心部分——反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)和特性與原子彈完全不同，反應(yīng)堆大都采用低濃度裂變物質(zhì)作燃料，而且這些燃料都分散布置在反應(yīng)堆內(nèi)，在任何情況下，都不會(huì)像原子彈那樣將燃料壓緊在一起而發(fā)生核爆炸。它的潛在危險(xiǎn)是強(qiáng)

8、放射性裂變產(chǎn)物的泄漏，造成對(duì)周圍環(huán)境的污染， 但由于反應(yīng)堆有各種安全手段，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)的有效控制，所以說核電有著很高的安全性。,各種能源危險(xiǎn)性比較,10種能源系統(tǒng)中，天然氣發(fā)電的危險(xiǎn)性最低，其次是核電站，第三是非常規(guī)的海洋溫差發(fā)電系統(tǒng)。 其他大多數(shù)非常規(guī)能源系統(tǒng)都有大得多的危險(xiǎn)性。但所有能源系統(tǒng)中最高的是煤和石油，其危險(xiǎn)性大約為天然氣的400倍。,核電的前景,核電站的基建費(fèi)雖然高于火電，但燃料費(fèi)要比火電低得多，而兩者的