核能发电第一讲

新能源发电技术核能发电技术1.原子、原子核原子原子核核外电子质子中子物质分子（正电荷）（负电荷）（不带电）原子原子核核外电子质子、中子紧密地结合在一起2.核能它们能分开吗？一旦使原子核分裂或聚合，就可能释放出惊人的能量，这就是核能。核聚变反应核裂变反应原子弹爆炸氢弹爆炸区别化学能核能分子发生变化时放出的能量原子核发生变化时放出的能量食物在体内分解产生化学能核能重核裂变（裂变）轻核聚变（聚变）获得核能有两种途径：质量较大的原子核在中子轰击下分为2个新原子核，并释放出能量的过程。裂变反应示意图，中子就像“点燃”核燃料的火柴

3.裂变用中子轰击铀235原子核，铀核分裂时释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子又会轰击其他铀核……于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能。这就是链式反应。链式反应核能的和平利用——核电站核电站工作流程核裂变工作原理：工作流程：原子核裂变水水蒸气汽轮机发电机大量热量运转推动能量转化：核能水的内能汽轮机的机械能电能核心设备：核反应堆同样是利用核能，为什么核电站不会像原子弹那样爆炸?核电站原子弹爆炸——可控的链式反应——不可控的链式反应原子弹爆炸1千克铀全部裂变释放出的核能，相当于2000吨优质煤完全燃烧释放出的能量。1945年8月6日和8月9日，美国将两颗外号为“小男孩”和“胖子”的原子弹，分别投放到日本的广岛和长崎，原子弹爆炸时释放的巨大能量将两座城市瞬间化为废墟。广岛市80％的建筑物化为灰烬，6.8万人当场丧生，5年后因原子弹死亡人数达到24.7万人；长崎市60％的建筑物被摧毁，当场伤亡8.6万人，5年后共死亡14万人。该地区核爆炸的幸存者也不同程度受到放射性污染，患了各种怪异的后遗症，在随后几年中，又有大批人痛苦地死去。爆炸后的长崎4.聚变氚核氘核氦核聚合使2个质量较小的原子核结合成质量较大的新核，同时释放出能量的过程。中子能量质量相同的核燃料，聚变反应释放的核能比裂变反应要多得多。聚变也叫热核反应。氢弹爆炸的原理——核聚变太阳的能量来自它中心的核聚变

三、核能开展历史〔1〕1、实现核裂变1939年(约里奥－居里夫妇,费米)证明铀核分裂过程放出2－3个中子，确定了自持链式反响的可行性。约里奥－居里夫妇获得了1935年度的诺贝尔化学奖,(中子,正电子两次失去获奖时机);费米,1938年获诺贝尔物理学奖,用中子代替α粒子对周期表上的元素逐一攻击直到铀，发现了中子引起的人工放射性，还观察了到中子慢化现象.1942年12月2日在芝加哥大学建成世界上第一座可控原子核裂变链式反响堆。三、核能开展历史〔2〕2、原子能的最初应用－核武器1939年二战爆发，美、英、德等国研究原子弹1942年12月建成世界第一座核反响堆。之后美国建成三座石墨水冷生产堆。生产原子弹所需的钚。同时用电磁别离法生产高富集铀。1945年美国制成三颗原子弹。一颗用于试验，另两颗分别投落在日本的广岛和长崎。1952年研制氢弹成功。苏、英、法分别于1949、1952、1960年爆炸原子弹。后来爆炸了氢弹。中国于1964年10月16日，1967年6月17日成功地爆炸了原子弹和氢弹。1945年8月6日和8月9日，美国将两颗外号为“小男孩”和“胖子”的原子弹，分别投放到日本的广岛和长崎，原子弹爆炸时释放的巨大能量将两座城市瞬间化为废墟。广岛市80％的建筑物化为灰烬，6.8万人当场丧生，5年后因原子弹死亡人数达到24.7万人；长崎市60％的建筑物被摧毁，当场伤亡8.6万人，5年后共死亡14万人。该地区核爆炸的幸存者也不同程度受到放射性污染，患了各种怪异的后遗症，在随后几年中，又有大批人痛苦地死去。爆炸后的长崎美国50年代研制出的第一颗航空投掷型氢弹－MK17型氢弹。重达21吨两个小时后，周恩来总理在人民大会堂接见3000名大型音乐舞蹈史诗《东方红》的演职人员时宣布了这一特大喜讯。国外最先获得中国爆炸原子弹消息的是美国，美国总统约翰逊却声称：“中国只不过爆炸了一个小东西。几天后，美国根据可靠情报又改口说：“中国这颗原子弹的当量比我们当年投向广岛的那颗还要大”。原子弹爆炸的当晚，中国政府发表声明严正指出：毛泽东主席有一句名言：“原子弹是纸老虎”。过去我们这样看，现在我们仍然这样看。中国发展核武器，不是由于中国相信核武器的万能，要使用核武器。恰恰相反，中国发展核武器，是为了打破核大国的核垄断，是为了防御。中国政府郑重承诺：中国在任何时候、任何情况下，都不会首先使用核武器。1967年6月17日上午8时20分，中国西部地区新疆罗布泊上空，中国第一颗氢弹爆炸试验获得完全的成功。核弹降到距地面2930米的高度时，只听一声巨响，闪出一道炽热的白光，碧蓝的天空随即翻腾起熊熊烈火，传来滚滚的雷鸣声……红色烟尘向空中急剧翻卷，愈来愈大，火球也愈来愈红，火球上方渐渐形成了草帽状云雾，与地面卷起的尘柱形成了巨大的蘑菇云。此刻，前方地平线上出现了两颗火红的太阳，一颗在上，一颗在下，上面那颗强烈的光芒，使另一颗黯然失色。这蔚为壮观的景象，撼人心魄。这是一颗人造“太阳”，它的光亮比1000个真正的太阳还亮。强烈的光辐射，将距爆心投影点400米处的钢板铸件烧化，水泥构件的表面被烙成下玻璃体；布放在8公里以内的狗、10公里以内的兔子，当场死亡一半；700米处的轻型坦克被完全破坏，车内动物全部炭化；冲击波把距爆心投影点近3公里、重54吨的火车吹出18米，3.4公里处的半地下仓库被揭去半截，14公里处的砖房被吹散……三、核能开展历史〔3〕3、原子能和平利用的三个阶段〔1〕试验示范阶段〔1946－1965〕1955年第一艘核潜艇〔核轰炸机失败〕。1957年美国60MW西平港〔Shippingport)原型压水堆建成。1960美国200MW德雷斯登〔Dresden)原型沸水堆建成。成为美国日后开展的主线。苏联1954年5MW试验性石墨沸水堆，1959年压水堆核动力破冰船和核潜艇。1964年建成100MW原型石墨沸水堆和265MW原型压水堆。成为苏联日后开展的主线。三、核能开展历史〔4〕英国、法、加拿大、西德等国家当时不能生产富集铀，又不想承受美国的控制，只能选择天然铀的路线。英国1959年在军用钚堆根底上建成4×45MW原型天然铀石墨气冷堆，以后不断建造和改进。法国1962年在军用钚堆根底上建成60MW天然铀石墨气冷堆。加拿大1962年建成25MW天然铀重水堆核电厂,为CANDU堆开展奠定了根底。西德、瑞典、捷克等国建天然铀重水堆。三、核能开展历史〔5〕钠冷快堆：充分利用铀釷资源，解决燃料增值问题。研究认为钠冷快堆最有开展。美国1951年0.2MW,1964年20MW。英国1962年14MW。法国1962年20MW.苏联1959年5MW，1969年12MW。这一阶段各种堆型百花齐放。三、核能开展历史〔6〕〔2〕高速开展阶段〔1966－1980〕原因：(a)欧、美、日经济开展很快，担忧石油供给跟不上。(b)核电显示出优越性：$140/kW(OysterCreek)。西欧认为：核能是摆脱依赖中东石油的唯一出路。美、苏、日、西欧开场制定庞大核电方案。美国于1966－1973年签约170GW。73年石油危机，油价狂涨四倍。73-74年签约67GW。良性循环：改进技术、降低本钱。富集铀水堆经济性好于天然铀石墨堆。大规模出口。三、核能开展历史〔7〕法国、瑞典、日本、西德等国家先后放弃天然铀路线，转向富集铀轻水堆。法国、日本借助引进美国技术，逐渐建立起自己的轻水堆核工业体系。西德和瑞典独立开发各自的轻水堆技术，建立起核电工业体系，并开场出口。苏联开展石墨沸水堆和压水堆。压水堆出口东欧及古巴。70年代欧洲开场解决富集铀的自主供给问题：法、意、比、西等国建立扩散厂；英、德、荷兰建立离心机厂。完毕美国富集铀的统治。三、核能开展历史〔8〕开展中国家核电的开展：购置核电厂，引进技术，开展本国核工业。由于考虑到富集铀供给问题，印度、巴基斯坦、阿根廷、罗马尼亚等国相继引进加拿大的CANDU天然铀重水堆。印度建立起本国的小型重水堆核电厂及核燃料工业体系。中国1973年决定建300MW压水堆原型电站，1983年在秦山开场施工，1991年建成。独立自主完成核电厂建立的全过程。三、核能开展历史〔9〕快堆的开展：英国1973年建成254MW原型快堆。法国1973年建成250MW凤凰〔Phenix)原型快堆(98年关闭,2003年讨论重新启动)。1986年建成1200MW超凤凰〔Superphenix)示范快堆。〔问题不断，01年关闭〕苏联1973年建成150MW发电和海水淡化两用的BN－350原型快堆，1980年建成560MW的BN－600示范快堆。西德1979年20MWKNK-2试验快堆〔改装〕，1985年建成SNR-300原型快堆〔反核，撤除〕。三、核能开展历史〔10〕〔3〕滞缓开展阶段〔1981－2005〕石油危机使经济开展减缓。1973，1979年两次石油危机。油价由$1.8/桶(1969)涨至$12/桶〔1974〕，$30/桶〔1982〕大规模采用节能措施，使电力需求大幅度下降对核电经济性估计过于乐观。原型堆200MW，商用堆放大5倍为1000MW。工期加倍，单价上涨近10倍。核电管理跟不上；公众开场关注；平安审批加强；风险大；投资者信心缺乏等。三、核能开展历史〔11〕1979年3月美国三里岛〔ThreeIsland-2)事故。虽未引起人员伤亡，却对核电开展产生了深远的影响。NRC加强平安管理。提出新的要求。美国再没有新的核电订货。1986年苏联切尔诺贝利〔Chernoby-4)核电事故，对核电开展雪上加霜。造成严重人员伤亡〔31人〕、大面积环境污染及人员迁徙，格外加重了人们的担忧。欧洲核核电开展极为缓慢。三、核能开展历史〔12〕

日本于96、97年建成两个先进沸水反响堆〔ABWR,K6/K7〕，浜冈5号2005年运行

志贺2号2006年3月运行,台湾龙门电站4号反响堆ABWR在建中。2005年芬兰EPR开工印度、韩国等开展中国家仍大力开展核电。北朝鲜压水堆核电站02年开土开工。六方会谈，目前形势复杂。伊朗浓缩铀方案？？？三、核能开展历史〔13〕核能迎来第二个春天〔2006－〕经济开展受能源及环境制约凸显美国把扩大核能作为国家能源政策的重要组成局部；俄罗斯制定了较大规模的核电方案，已在南方建造一座100万千瓦的反响堆，还有4座机组也在建立中；日本政府提出核电立国，方案在2021年前新建13座核电厂，2021年后，再建7座核电厂；近期，亚洲有11个国家分别提出将要开展核电。三、核能开展历史〔14〕〔4〕中国核电的开展〔11＋4+8＋4＋2＋？〕秦山一期300MW压水堆原型电站，1983年在秦山开场施工，1991年建成。独立自主完成和电厂建立的全过程。大亚湾核电站2×984MW引进法国成套核电设备，于94年建成。三、核能开展历史〔15〕秦山二期2×650MW压水堆核电站。主构造工程于1996年6月2日开场。1、2号机组于2002年6月及12月投入商业运行。岭澳核电站〔大亚湾二期〕2×984MW压水堆核电站。法国技术。1997年5月15日1号机组进展第一罐混凝土浇注。2台机组分别于2002年7月和2003年3月投入商业运行。三、核能开展历史〔16〕秦山三期2×728MW，CANDU-6型加压重水反响堆〔PHWR〕机组。2002年底投入商业运行。田湾核电站2×1060MW，VVER-1000/428NPP-91型PWR机组。为中俄合作工程，1999年10月20日，2000年9月20日1，2号机组浇注第一罐混凝土。2006年5月12日，田湾核电站1号机组首次并网成功；2号机组于2007年年底并网发电。三、核能开展历史〔18〕秦山二期〔3，4号机组〕2005年11月9日在北京签订合同。3号机组于2006年4月开工建立，2007年12月28日反响堆厂房平安壳穹顶整体一次性吊装成功，核岛主厂房提前3个月实现封顶目标。预计在2021年前后，3、4号机组投入运行。岭澳核电站二期规划2*100百万千瓦级压水堆核电机组。2004年7月，国务院批准建立；2005年12月正式开工；两台机组将分别于2021年和2021年建成。三、核能开展历史〔19〕辽宁红沿河〔1-4号机组〕位于辽宁省大连市瓦房店东岗镇4×100万千瓦CPR1000，国内首个自主品牌由中广核、中电投和大连市建立投资公司按照45:45:10的股比投资组建。07年8月18日一号机组浇注第一罐混凝土。2021年1月3日，3＃、4＃机组负挖工程开工。三、核能开展历史〔20〕广东阳江核电站阳江核电站位于广东省阳江市东平镇沙环，是中广核集团在广东地区的第二核电基地。一期工程拟建立四台百万千瓦级压水堆核电机组〔CPR1000〕，由中广核集团阳江核电负责建立和运营。2007年9月26日，开场核岛负挖。

InoperationConstructionBeijingShanghaiQinshanDayaBayTianwan中国核电厂现状

秦山核电站－秦山一期

秦山核电站－秦山一期反应堆换料

反应堆控制棒

秦山核电站－秦山二期秦山二期2号机组于2004年3月并网发电。（浙江海盐县）

秦山核电站－秦山二期广东大亚湾核电厂广东大亚湾核电站位于深圳市龙岗区大鹏镇麻岭角，西距深圳市直线距离约45公里，西南距香港特别行政区尖沙咀直线距离约52公里

大亚湾核电站控制室常规岛内景建造中的江苏田湾核电站建造中的江苏田湾核电站双层安全壳反应堆厂房穹顶吊装先进的数字化分布控制系统〔DCS〕由运行仪控〔TXP〕和平安仪控〔TXS〕两局部组成，是目前我国核电站首次引进的全数字仪控系统。由于DCS系统具有可靠性高，监视控制功能强及安装维护方便等特点，将会为核电站平安、经济、高效运行发挥重要作用。AES-91－技术特点©全数字化主控室4通道平安系统包括：堆芯应急冷却系统、事故浓硼注入系统、平安壳喷淋系统和事故给水系统每个平安系统由4个完全独立和实体隔离的通道组成。这样在运行中形成了一个系统运行、三个系统备用的“N+3〞的多重保护组合，从而大大提高了电厂的平安性。AES-91－技术特点©安注泵系统汽轮机组反应堆装堆实验装堆安装吊篮奠定基础二、核能开展历史〔21〕三代招标：2004年9月中国政府决定为浙江三门、〔广东阳江〕山东海阳共计四台机组进展第三代百万千瓦级核电站招标。2006年12月16日，发改委主任马凯和美国能源部长鲍德曼签署?中美签署先进压水堆核电技术转让谅解备忘录?，说明日系企业所控制的美国西屋公司〔AP1000〕最终击败法国阿海珐集团〔EPR〕，赢得了中国第三代核电招标。

组建国家核电技术公司〔国核技〕2007年5月22日，国家核电技术在京成立。该公司是由国务院及局部国有企业共同出资组建的有限责任公司。国家核电公司是代表国家对外签约，受让第三代先进核电技术，实施相关工程设计和工程管理，通过消化吸收再创新形成我国核电技术品牌的主体，是实现第三代核电技术引进、工程建立和自主化开展的主要载体和研发平台。方案首批4台核电机组。

二、核能开展历史〔22〕

浙江三门核电站一期2*100万千瓦AP100007年12月31日下达开工令。第一台核电机组将于2021年3月浇注第一罐混凝土。2021年底投入商业运营。这将是世界上第一台使用AP1000核电技术的核电站。2号机组2021年9月浇注第一罐混凝土，2021年2月并网发电。山东海阳一期2*100万千瓦AP10002个机组分别于2021年1月和2021年7月浇注第一罐混凝土，于2021年6月和2021年12月并网发电。二、核能开展历史〔23〕广东台山核电站07年11月26日，法国阿海珐集团与中国广东核电集团签订价值80亿欧元的协议。根据协议，阿海珐集团将与中国广东核电集团合作建造两个新一代的欧洲压水核反响堆〔EPR〕，并提供该反响堆运行所需的一切效劳与原料。双方还将于近期组建合资企业，共同进展技术开发，两个EPR核反响堆将选址于广东省台山市。福建宁德、福清核电站2021年2月18日浇注第一罐混凝土，福建宁德〔广核〕核电站开工建立〔4×100万千瓦CPR1000〕，一号机组方案2021年投入商业运行；2021年将开建福清〔中核，华电〕核电工程。二、核能开展历史〔24〕

８６３方案建议人－两弹一星元勋

王大珩1915年生，36年毕业于清华物理系。两院院士，我国应用光学及光学工程的主要奠基人之一。王淦昌1907－1998，29年毕业于清华物理系。中国科学院院士、著名高能物理学家。

杨嘉墀1919-2006，41年毕业于上交大。中国科学院院士，著名空间自动控制专家。陈芳允1916－2000，38年毕业于清华物理系。中国科学院院士，著名电子学家。

二、核能开展历史〔25〕863方案核能领域开展情况能源领域首席科学家：王大中，赵仁恺，阮可强，李静海；十一五专家158名〔07年/3月5日〕86年3月至2000年12月为国家一期“863〞方案阶段。在能源领域上马三个工程：65MW钠冷快堆，10MW高温气冷堆，聚变裂变混合堆。a)2000年10月进展的第一罐混凝土浇注，标志着试验快堆建立的正式开场。b)1995年6月10MW高温气冷堆开场开工，2000年底临界。2003年1月底满负荷并网成功。c)聚变裂变混合堆由于技术难度大，没有完成。二、核能开展历史〔26〕2001年至2005年为国家十五“863〞方案阶段“863〞能源领域继续支持快堆〔专项〕和高温气冷堆〔氦气透平直接循环发电系统〕。2002年8月快堆厂房封顶。方案09年临界，2021年发电试验。2001年以来高温堆在进展调试及平安试验。同时进展氦气透平系统方案设计。二、核能开展历史〔27〕?国家中长期科学和技术开展规划纲要〔２００６-２０２０年〕?，国务院2006年２月９日发布重大专项16项：14+2核心电子器件高端通用芯片及根底软件极大规模集成电路制造技术及成套工艺新一代宽带无线移动通信高档数控机床与根底制造技术大型油气田及煤层气开发大型先进压水堆及高温气冷堆核电站水体污染控制与治理转基因生物新品种培育重大新药创新艾滋病和病毒性肝炎等重大传染病防治大型飞机高分辨率对地观测系统载人航天与探月工程，二、核能开展历史〔28〕大型先进压水堆及高温气冷堆核电站石岛湾高温气冷堆核电站示范工程位于山东省荣成市，工程方案2021年9月正式开工建立，2021年年底并网发电。该厂址远期规划容量为780万千瓦，包括380万千瓦高温气冷堆核电机组和400万千瓦压水堆核电机组。山东石岛湾核电由中国华能集团公司、中国核工业建立集团公司、清华大学于2007年1月共同出资组建成立，负责建立和运营高温气冷堆核电站示范工程。2021年1月16日，石岛湾高温气冷堆核电站示范工程可行性研究报告通过审查。2021年2月15日，高温气冷堆核电站总体方案获国务院批准当今核电站概况截至2007年12月，世界30个国家和地区运行的核电机组共有439个。其中美国是世界上核电站最多的国家，拥有104座，核电占该国总发电量的比例为19％。日本的核电站数量是55座，核电比例为30％，方案到2030年将核电比例提高到41％。俄罗斯有31座，欧盟有16国拥有核电站，核电站总数158个。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1.9％，核电装机容量900万千瓦，方案到2021年提高到4000万千瓦。印度运行核电机组17个，核电比例为2.6％，方案到2021年增加20至30个新核电机组。

运行中的反应堆建造中的反应堆机组数总净装机容量(MWe)机组数

总净装机容量(MWe)阿根廷29351692亚美尼亚1376

比利时75712

巴西21885

保加利亚63538

加拿大149998

中国11900043600捷克共和国525691912芬兰42656

法国5963103

德国1921122

匈牙利41729

印度142503

伊朗

22111日本554569122515韩国161299043820世界核电现状-核电反应堆一览立陶宛22370

墨西哥21308

荷兰1449

巴基斯坦2425

罗马尼亚16501650俄罗斯联邦291984333375南非21842

斯洛伐克624082776斯洛文尼亚1632

西班牙97470

瑞典119432

瑞士53079

英国3512968

乌克兰131120743800美国10497145

世界总计4383510863129891*总计中包括中国台湾省正在运行的6台机组（其总装机容量为4884MWe）和两台正在建造中的机组，表反映截至2001年4月向IAEA报告情况各国核电占总发电量的份额（截至2001年4月）

堆

型机

组净功率MWe机

组净功率MWe（运行中）（总计）压水堆256227690289259492沸水堆92797749886866各种气冷堆32108503210850各种重水堆43218395227241水冷却石墨堆13125451413470快中子增殖堆279352573总计438353491490400492世界各种堆型核电机组一览表国

家净功率,MWe堆

型运行日期关闭日期亚美尼亚

梅察莫尔1（Metzamor）440PWR1977.101989.2加拿大

道格拉斯角（DouglasPoint）216PHWR1968.91984.5根蒂莱1（Gentilly）250PHWR1972.51977.6法国

比热伊1（Bugey）540GCR1972.71994.6希农A1（Chinon）70GCR1964.21973.4希农A2210GCR1965.21985.6希农A3480GCR1966.81990.6超凤凰（Creys-Malville）1200LMFBR1986.11998.12舒兹A（Chooz）310PWR1967.41991.10马库尔G2（Marcoule）38GCR1959.41980.2马库尔G338GCR1960.41984.6蒙达莱（Montsd'Arree）70GCHWR1968.61985.7圣洛朗A1（Saint-Laurent）480GCR1969.61990.4圣洛朗A2515GCR1971.111992.5世界已关闭的核电机组(共83个）德国

贡德雷明根A（Gundremmingen）237BWR1967.41980.1林根（Lingen）256BWR1968.101979.5内德赖赫巴赫（Neideraichbach）100GCHWR1973.11974.8诺德1（Nord）408PWR1974.71990.12诺德2408PWR1975.41990.2诺德3408PWR1978.51990.2诺德4408PWR1979.111990.6莱因斯贝格1（Rheinsberg）70PWR1966.101990.10THTR-300296HTGR1987.61989.10维尔加森（Wuergassen）640BWR1972.121995.5意大利

卡奥索（Caorso）860BWR1981.121990.6加里利亚诺（Garigliano）150BWR1964.61982.3拉蒂纳（Latina）153GCR1964.11987.12特里诺维切累斯（TrinoVercellese）260PWR1965.11990.6日本

东海1（Tokai）159GCR1966.71998.3哈萨克斯坦

阿克套（Aktau）135LMFBR1973.71999.4荷兰

多德瓦德（Dodewaard）55BWR1969.11997.3俄罗斯

别洛雅尔斯基1（Beloyarskiy）102LGR1964.41983别洛雅尔斯基2146LGR1969.121990.1新沃罗涅日斯基1,Novovoronezhskiy265PWR1964.121988.2新沃罗涅日斯基2336PWR1970.41990.8特罗伊茨克A（Troitsk）100LGR1958.91989特罗伊茨克B100LGR1959.121989特罗伊茨克C100LGR1960.121989特罗伊茨克D100LGR1961.121990.11特罗伊茨克E100LGR1962.121990.11特罗伊茨克F100LGR1963.121990.11斯洛伐克

博胡尼斯A1（Bohunice）104GCHWR1972.121979.5西班牙

范德洛斯1（Vandellos）480GCR1972.81989.10瑞典

巴舍拜克-1（Barsebaeck）615BWR1975.71999.12乌克兰

切尔诺贝利1（Chernobyl）950LGR1978.51996.11切尔诺贝利2950LGR1979.51991.8切尔诺贝利3950LGR1982.62000.12切尔诺贝利4950LGR1984.41986.4英国

伯克利1（Berkeley）138GCR1962.111989.3伯克利2138GCR1962.111988.10敦雷PFR（DounreayPFR）250LMFBR1976.81994.3欣克利角A1（HinkleyPoint）235GCR1965.42000.5欣克利角A2235GCR1965.52000.5亨特斯顿A1（Hunterston）160GCR1964.31990.3亨特斯顿A2160GCR1964.91989.12特劳斯菲尼兹1（Trawsfynydd）195GCR1965.31991.2特劳斯菲尼兹2195GCR1965.41991.2温弗里斯SGHWR（WinfrithSGHWR）92HWLWR1968.21990.9美国

大岩角（BigRockPoint）67BWR1965.111997.8BONUS72BWR1964.81968.6德累斯顿1（Dresden）200BWR1960.71978.10费米1（Fermi）61LMFBR1966.81972.11圣符仑堡（FortSt.Vrain）330HTGR1979.11989.8哈德姆内克（HaddamNeck）590PWR1968.11996.12哈勒姆（Hallam）75LMGMR1963.111964.9汉福德-N（Hanford-N）860LGR1966.71988.2亨博尔特湾3（HumboldtBay）63BWR1963.81976.7印第安角1（IndianPoint）257PWR1963.11974.10拉克罗斯（LaCrosse）50BWR1969.111987.4缅扬基（MaineYankee）860PWR1972.121997.8米尔斯通1（Millstone）660BWR1971.61998.8博斯芬德（Pathfinder）59BWR1966.71967.10桃花谷1（PeachBottom）40HTGR1967.61974.11兰乔赛可（RanchoSeco）913PWR1975.41989.6圣奥诺弗雷1（SanOnofre）436PWR1968.11992.11希平港（Shippingport）60PWR/LWBR1957.121982.10肖哈姆（Shoreham）809BWR—*1989.5三里岛2（ThreeMileIsland）792PWR1978.121979.3特罗詹（Trojan）1095PWR1976.51992.11扬基（Yankee）167PWR1961.71991.9宰恩1（Zion）1040PWR1973.121998.1宰恩21040PWR1974.91998.1世界核电站分布图欧洲核电站分布图亚洲核电站分布图北美洲核电站分布图四、开展与挑战(1)1、核能：核电、核热〔1〕核电世界核电容量增长情况〔容量：GW〕年份核电当年装机容量核电十年增长（％）电力当年装机容量电力十年增长（％）核电份额（％）1950－-137-019601.2-54314.80.2197016.530.011507.81.41980135.023.420806.16.51990325.99.227953.011.72000351.30.732451.510.8四、开展与挑战(2)核电发电量份额为16%。〔2〕核热世界一次能源有70％用于运输和供热。目前俄罗斯、加拿大、哈萨克斯坦已直接用核能供热。中国于1989年建成5MW自然循环供热堆。四、开展与挑战(3)2、可控核聚变－未来能源〔1〕资源丰富氚是氢的一种同位素，天然氢中含氚0.0153%,氚在水中存在。1L水中含氚相当于300L汽油的能量。海洋3m厚的水层含氚可供世界5000万年能源需要。取之不尽用之不竭。从水中提起氚费用相对较低。四、开展与挑战(4)〔2〕平安热核等离子条件产生困难，但破坏容易，任何事故都能使等离子体迅速冷却，聚变堆迅速停堆。堆内温度高〔1－2〕×108K，但能量低，小于1GJ,事故释放能量小。聚变堆爆炸的危险比常规核电站低。四、开展与挑战(5)〔3〕清洁能源无氮氧化物、碳氧化物排放。无长寿命放射性产物。高能中子会使构造材料产生长寿命放射性废物，但可研制新的构造材料。不是本身问题。氚具有放射性，半衰期为12.3年。四、开展与挑战(6)〔4〕用途广泛发电产生高能中子，是裂变堆的4倍。生产氚，钴60，裂变材料。处理裂变电站长寿命废物。生产合成燃料，稀有金属。宇宙空间航行器推动。核能开展的十字路口:世界现有核电机组将在2021－2030年前后陆续退役。是否开展核能?如何选择方向?问题：核能是最正确选择吗？

四、发展与挑战(7)可再生能源＋聚变

－解决未来世界能源问题的主力化石能源－中流砥柱，任重道远可再生能源－大器晚成，前途无量裂变能－临危授命，千秋功过聚变能－返璞归真，来日方长四、发展与挑战(7)四、开展与挑战〔8〕1、核平安－严重事故2、核武器扩散－原子弹、氢弹3、放射性废物处理－污染环境，贻害子孙4、经济性－与常规能源竞争5、人才短缺。四、挑战〔1〕1、核平安－严重事故纵深防御三道防线：预防事故〔设计、建造、运行〕，控制事故〔设计、运行〕，缓解事故〔设计、标准、人员培训〕四、挑战〔2〕〔1〕美国三哩岛事故1979年3月28日，美国三哩岛核电站2号机组发生美国商用堆核电站历史上最严重的事故。由于设备故障及人员误操作，使堆芯冷却条件严重恶化，造成2/3堆芯融化或破坏。50％气体裂变产物从燃料中释放出来进入平安壳。碘、銫溶解于水中，氪、氙留在平安壳的空气中。又因人员误操作，裂变产物经通风系统和烟囱进入大气，但量很少，居民无超剂量。四、挑战〔3〕三名职工受到略高于年限值剂量的个人剂量。事故对公众未造成任何辐射伤害，对环境的影响微缺乏道。事故后的撤离活动引起公众心理恐慌。反响堆退役和废物清理经济损失巨大。事故对核工业的开展影响深远。三哩岛事故：压水堆，97%负荷运行。〔1〕起因：工人维修净化给水的离子交换系统，把凝结净化水箱内的树脂送到树脂再生箱〔错误1〕。事故由凝结水流量丧失触发给水总量丧失开场。半分钟后主蒸汽轮机跳闸。〔2〕辅助给水泵按设计要求启动，但实际上流量因隔离阀关闭受阻〔三个串联有两个在调试试验时关闭〕〔错误2〕。〔3〕反响堆仍在满功率下运行，一回路温度、压力升高。3s后到达稳压器电动泄压阀整定值15.55MPa，泄压阀开启。8s后一回路压力到达紧急停堆整定值，自动停堆。停堆后，一回路冷却剂历经预期的收缩、水装量损失、一回路压力下降。13s时压力到达稳压器泄压阀关闭整定值，但它应该关闭却未能关闭〔错误3〕。控制室没有这个阀的直接状态显示，操作员误认为该阀已关闭〔错误4，致命错误〕。〔4〕后果1：这样一回路以45m3/h的速度泄漏，蒸发器水位下降。没有二回路冷却，加上一回路不断加热＝蒸发器逐渐干涸。

三哩岛事故：(5)事故发生100多秒时高压注水系统〔HPIS〕自动触发从换料水池抽含硼水注入堆芯。但两分钟后操作员关闭了一台高压泵(错误5〕。这样注入水量小于泄漏量。操作员为什么关闭一台泵哪？因为他看见稳压器出现高水位指示。误认为一回路水量太多。一回路水量太多，稳压器变为实心，失去稳压能力，十分危险，必须防止。为什么会有错误指示哪？由于泄压，一回路有汽化，形成分散气泡，造成水急剧涌入稳压器，形成虚假的液位。〔6〕这时操作员仍不知道有流量损失。由于一回路蒸汽的增多，反响堆主泵出现剧烈振动，操作员关闭了主泵以防止泵及管路被破坏。这样强迫循环中断。希望建立自然循环，但未能向希望的那样建立起来。冷却剂已经不能覆盖堆芯，衰变热继续蒸干冷却剂。

三哩岛事故：〔7〕后果2：停泵10分钟后反响堆冷却剂出口温度迅速上升。2.5小时后堆芯大局部裸露，并经历持续高温。导致燃料损坏，裂变产物释放，并产生氢气，堆芯严重损坏。〔8〕15小时后成功实现强迫循环。事故完毕。

三哩岛事故：四、挑战〔4〕〔2〕前苏联切尔诺贝利事故1986年4月26日，切尔诺贝利核电站4号机组〔RBMK-1000〕发生核电历史上最严重的事故。管理混乱，违章操作，堆设计缺欠为主要原因。RBMK为石墨慢化、轻水冷却压力管式沸水反响堆。优点：没有压力容器和整汽发生器，可连续换料，中子平衡良好。缺点：低功率时综合反响性为有正值，堆控制复杂。事故在平安试验过程中发生。由功率瞬变引发瞬发临界造成功率剧增引起堆芯融化，熔融燃料碎粒与冷却剂剧烈化学反响引起蒸汽和氢气爆炸，石墨燃烧。四、挑战〔5〕反响堆堆芯，反响堆厂房和汽轮机厂房被摧毁，大量放射性物质释放到大气。放射性气体烟云扩散到欧亚上空。事